目前我国动车组普遍釆用异步电动机配合减速机一起使用的方式,由减速机带动车轴,车轴再带动车轮实现牵引传动。永磁电机轮边直驱这种新型牵引传动系统与传统牵引传动系统相比,具有高效运行区间广,传动结构简单,传动效率高,维护工作量少,节能减排,体积小,噪声低等一系列优点。动车既要求电机在低速时输出大转矩来提高车辆加速度以减少加速时间,又要求电机可长时间高效率运行在高速阶段,且不能因动车惰行运行时永磁电机高速旋转使其反电势过高,从而带来重投困难的问题。为满足动车对永磁电机的这些特殊要求,本文围绕一台可进行绕组串并联切换的永磁同步电机展开了以下工作:首先,分析了动车的运行特点及采用永磁电机轮边直驱这种牵引传动模式的优越性与实现方法。使用可绕组串并联切换的永磁电机来满足动车对永磁电机的特殊要求,在低速时绕组串联运行,提高转矩输出能力;在转速超过转折转速后绕组切换为并联状态,以此降低反电势,避免因反电势高于逆变侧电压而带来重投困难的问题。构建了永磁同步电机的数学模型,并进行了稳态分析。设计了一台可绕组串并联切换的轮边直驱永磁电机。其次,对轮边直驱永磁电机齿槽转矩生成的原因进行了分析与公式推导,并制定了抑制策略进行了优化设计。研究了不同极槽配合对齿槽转矩大小的影响,并进行了极槽数的选取。为保证电机可在最高转速下安全运行并尽可能减少转子的漏磁,对转子进行了机械强度分析,研究了隔磁桥在不同宽度下对转子机械强度的影响。建立电机电、磁、机械耦合场有限元模型,验证电机设计方法的有效性。最后,对动车牵引轮边直驱永磁电机宽范围调速方法进行了研究。对传统弱磁控制宽调速法与绕组串并联切换宽调速法进行了对比分析,得出绕组串并联切换这种宽调速法更加适合动车运行工况的结论。并制订了绕组串并联切换的控制流程与切换方法。