电主轴是机床的核心技术，其性能好坏对机床的性能和技术水平有着至关重要的影响。目前，感应电机由于设计方法成熟、弱磁扩速范围较广，在高档机床的电主轴中仍然占据主导地位。但是，异步电机功率因数和效率较低，需要较大容量的逆变器。永磁电机结构简单、功率密度大、高效、高功率因数等特点日益凸显，能克服异步电机的不足，进一步提高数控机床的性能。然而，永磁同步电机固有的难以弱磁的问题严重制约着永磁电机在数控机床中的应用。　　文章开始先介绍了电主轴电机的国内外研究和发展现状，阐述了永磁同步电动机难以实现弱磁扩速的原因，即永磁体磁导率与空气磁导率相近从而导致永磁电机d轴电感太小。通过speed软件分析得到了永磁电机不同转子磁路结构的电感的大小。然后通过有限元软件分析了直交轴电感随电流变化的规律，得出了虽然直交轴在理论上是解耦和的，但实际上依然存在交叉耦合的结论。　　此外，为优化电机的转矩密度，本文推导了转/定子半径之比,即裂比与电机转矩密度之间的解析关系式。并利用speed软件分析得到了不同气隙磁通密度和不同极弧系数下电机的转矩密度随裂比的变化曲线。研究结果表明气隙磁通密度对该值有影响，并且随着气隙磁通密度的增大，最优的裂比值逐渐的减小。　　最后，通过有限元分析软件Ansoft建立了电机的二维模型并进行电磁场仿真计算。为了降低电机的转矩脉动，研究了极弧系数、永磁体分段斜极以及不均匀转子对电机气隙磁密，反电势谐波含量以及转矩脉动的影响规律。研究结果表明极弧系数在选取为145°时，电机的5、7次反电势谐波含量最低。不均匀气隙则对气隙磁通密度波形影响较大，偏心距越大，则波形愈加正弦。并通过这些手段使得电机的转矩脉动最终降低到1.73％，满足了课题要求。