高速电主轴是数控机床的核心部件，木材加工高速电主轴是结合金属加工用电主轴技术和木材高速铣削原理及木材加工工艺特性发展起来，高速电机是电主轴的关键功能部件，高速电机的研究对电主轴技术的发展具有重要作用。　　与普通感应电机相比，高速电主轴采用中频变频器供电，其运行条件发生了很大变化，使得设计自由度增大，难度高。工程实践表明，已不能单从电主轴单元或变频器单元的设计与优化来实现系统整体性能指标的最优化，而应考虑与变频器的性能匹配问题。本文针对传统电机设计方法应用于高速电主轴设计的局限性，从机电系统全局设计角度来研究木材加工高速电主轴电机设计，给出高速电主轴电机设计方法，并对电主轴系统特性和谐波分布开展实验研究。　　由于变频器的输出电压和电流中包含一系列的高次谐波，给电主轴性能带来许多不利影响。通过分析双极性SPWM技术的电压型逆变器工作原理和谐波分布情况，定性分析谐波在气隙空间产生谐波磁势的情况，指出谐波电流导致电主轴温升增高、效率和动态性能降低等。　　针对此特殊性，分析了高速电主轴电机结构和电磁设计上的特点，提出了针对高速电主轴的电机设计和参数选取方法。通过增大定、转子槽漏抗来限制谐波电流，实现与变频器性能匹配；定子采用半闭口梨形槽、转子采用闭口槽设计可以提高槽面积利用率和效率，且变频调速下，无需考虑起动性能指标的约束等。　　根据高速电主轴电机设计的上述特点和设计思想的分析，对一台高速电主轴电机进行了电磁计算和分析。在高速电主轴等效电路的基础上，分析了变频器供电下等效电路中主要参数的变化规律，形成了高速电主轴样机。　　最后，采用实验研究验证理论分析的方法，参考异步电动机性能测试实验方法搭建了电主轴性能测试实验平台，开展高速电主轴样机实验研究，获得电主轴样机的定子绝缘电阻值、定子绕组直流电阻、绕组温升、额定输入参数，以及机械特性曲线、空载特性曲线和各参数随转速的变化关系等，验证设计方法和参数选择的合理性。测试了变频器供电下电主轴电压波形，通过FFT变换，获得电主轴的谐波分布情况，对于研究如何抑制谐波电流对电主轴性能影响具有重要的参考价值。