永磁同步电机具有高转矩密度,高效率以及高动态响应等特点,因此被广泛应用于工业领域中。针对永磁同步电机更高转矩密度的实际需求,永磁同步电机的性能提升与探究电机的性能极限,成为电机领域的热点问题。但由于电机轻量化以及高输出转矩的设计,电机的电磁负荷大幅度增加,带来了电机可靠性研究的问题。本文以高转矩密度永磁同步电机的可靠性评估作为焦点问题,针对高转矩密度电机的失效机理以及失效状态,电机内部应力场对电机可靠性的影响以及对高转矩密度电机系统的可靠性建模进行了相应的研究与分析。首先,对于高转矩密度电机设计趋势进行分析,提取永磁体和绕组绝缘作为电机主要失效部件;针对永磁体进行失效机理的分析,通过温度场、直流退磁磁场、磁路磁阻、永磁体尺寸以及交变磁场对永磁体失效的影响,归纳出永磁体失效机理及失效规律;对绕组绝缘进行失效机理分析,提取出造成绕组绝缘失效的典型应力为温度应力、电应力以及机械应力;通过对部件失效对电机工作状态仿真,明确电机的故障状态。其次,在明确电机内部各失效应力的基础上,对电机内部温度场以及永磁体工作性能进行核算;建立永磁同步电机整体的热网络计算模型;根据永磁体性能特征,对反应永磁体磁稳定性的矩形度以及退磁膝点系数进行计算;针对永磁体的工作点,依据有限元方法进行计算;校核了为提高电机转矩密度采用的Halbach电机结构磁极受力情况。然后,建立电机中的永磁体及绕组绝缘进行多物理场耦合的失效模型;针对永磁体进行性能退化实验,对永磁体与温度场、退磁磁场以及交流磁场耦合的失效模型构建,得到在不同应力场下,永磁体失效率的加速因子。通过考虑绕组绝缘电老化及热老化,得到两种应力耦合下的绕组绝缘寿命模型。并针对电机基础参数对电机温度及退磁情况进行优化。对比了电机永磁体形状以及定子槽大小,对电机可靠性做出优化设计。最后,对电机一体化进行可靠性建模,通过确定电机内部应力场水平,计算得到各部件失效率;根据电机部件失效对电机工作状态的影响,进行划分;根据马尔科夫理论,对电机系统可靠性进行建模;对电机可靠性实验进行设计,通过实验对电机可靠性进行优化设计,探究了转矩密度与电机可靠性的关系。