随着各行业对伺服系统的要求越来越高,伺服系统对伺服电动机的性能提出了更严格的要求。永磁同步电动机利用永磁体代替转子上的励磁绕组,电机结构相对更加简单,同时也舍去了滑环和电刷,因此励磁损耗可以忽略不计。永磁同步电动机具有高效率、较小的转动惯量、高功率密度和优良低速性能的优点,成为高精度伺服系统的主流选择。本文研究的是额定转速为5rpm,额定转矩为0.2Nm的伺服系统用永磁同步电动机,由于转速低,该系统对输出转矩脉动系数较为敏感。本文首先通过选择电机材料和定子绕组排列方式完成电机的本体初步设计,进而针对设计的基本指标要求提出不同的拓扑结构进行对比研究。由于常规的一体式定子永磁同步电机不能满足指标要求的输入功率值,本文提出了采用定子拼装式永磁同步电机。在详细对比三种不同方案的性能参数后,决定选用拼装式定子结构型式。针对分块数为2的定子拼装式永磁同步电机齿槽转矩峰峰值过大的现象,本文对不同拼装式定子结构型式进行深入研究,对比均匀分块时齿槽转矩的波形和额定运行的主要性能参数,运用解析方法和有限元仿真方法共同分析定子轭部二次气隙对齿槽转矩的影响；随后对不均匀分块数为3的定子拼装式永磁同步电机也进行了有限元仿真分析。综合对比不同拼装式定子结构型式的永磁同步电机性能参数,同时考虑到机械加工工艺和工程实用价值,确定均匀分块数为9或18的定子拼装式永磁同步电机为最佳选择。在确定定子分块数后,本文以均匀分块数为18的12极18槽永磁同步电机为例,采用解析法与有限元法相结合的方式研究拼装式定子在轭部的拼接形状对齿槽转矩的影响,找出相对较优的拼接形状,可为定子拼装式永磁同步电机的设计提供参考。最后详细介绍了制作样机和进行样机试验的过程,首先确定满足技术指标要求的永磁伺服同步电动机的基本尺寸,分别设计一台一体式定子结构型式和一台拼装式定子结构型式样机,据此作出机械图纸并制作样机。进而搭建样机实验平台,进行空载和负载实验,将实验结果与仿真结果进行对比,证明空载试验数据与仿真分析结果基本一致。