超高速永磁同步电机具有体积小、重量轻、功率密度高等优点引起了广泛的关注，本文首先阐述了永磁同步电机及电主轴的国内外发展现状，及相关技术的发展，分析了永磁同步电机控制中的坐标变换原理和永磁同步电机在三种不同坐标系下的数学模型。在各种不同的电机控制策略中，详细阐述了直接转矩控制，并对其控制过程进行分析计算。其次，本文在永磁同步电机控制系统的硬件组成中，对主回路电路进行参数计算和器件选型，并详细论述了基于霍尔电流传感器的电流检测电路的设计。最后，根据设计电机的电参数等要求，考虑到电机发热对绝缘材料、金属材料、永磁体等因素的影响，对电机进行热分析，并设计电机的结构尺寸等，对电机的尺寸参数等进行优化设计，增强电机的散热能力，在此提出了在定子外表面加外壳的双圆环散热理论。