论文结合永磁同步电机技术与电主轴技术，提出一种创新的车铣复合加工中心用宽调速力矩电主轴方案。满足电主轴用于车铣复合加工时既有能力以大扭矩运行于低速段，同时，又有能力以恒功率运行于较高转速的要求。该电主轴电机转子内呈“W”型同时放置两种性能不同的永磁体。其中，切向放置的铝镍钴永磁体的磁化过程是可控的，对其施加充、去磁直轴电流可以改变其磁化方向、强度，从而改变电主轴电机合成气隙磁场。充、去磁电流是方向和幅值均受控的直轴电流矢量id脉冲。脉冲电流的大小和方向决定铝镍钴磁化的方向和强弱。当为正向最强磁化时，铝镍钴将与磁性能很高的钕铁硼永磁体产生的磁通共同作用使气隙磁场最强；当为反向最强磁化时，铝镍钴则将钕铁硼永磁体产生的磁通在转子内部分短路，从而减弱气隙磁场，实现电主轴的弱磁扩速。　　 对电主轴电机内两种永磁体相互配合工作的过程进行了分析。分析了铝镍钴磁化过程，同时分析了磁化后其与钕铁硼所构成磁路特点以及它们的等效磁路。以保证低速大扭矩为准则计算了电主轴样机的电磁参数，给出了详细的计算过程。在样机模型基础上，利用Ansoft软件的Maxwell2D模块，对电主轴电机进行了电磁场的有限元模拟计算，以验证其弱磁能力。模拟计算得到了正、反向磁化状态下，电主轴电机内部的磁力线分布图和电机气隙磁密曲线图，得到所设计的磁路结构能够实现弱磁的结论。　　 在样机计算结果的基础上，进行电主轴结构进行了研究，完成了包括主轴轴承系统、润滑系统、冷却系统以及电主轴动平衡的设计。其中，电主轴的冷却系统采用了创新的螺旋槽冷却结构。　　 最后，建立了所设计电主轴的数学模型，利用Ansys对电主轴进行了建模，分析了主轴的静态特性，对不同预紧力情况下主轴的刚度进行了讨论。其次，对电主轴的模态特性进行了分析。研究了电主轴的固有频率、振型和临界转速；分析了在高速状态下，主轴的刚度变化以及主轴前端、后端、轴承所在位置发生的最大动态位移。