永磁同步电主轴转子原理上不发热、效率高、功率密度高、惯量小、动态响应快、力矩特性硬,在高速/超高速精密磨削等领域应用广泛。但由于高速永磁同步电主轴“驱动器-电机-主轴-刀具-载荷”系统机电参数存在复杂的耦合作用,若系统参数匹配不当,将会引起电主轴输出转矩转速波动,导致系统工作的稳定性和加工质量下降。目前关于高速电主轴系统的机电耦合问题,在异步电主轴领域得到了较好解决,但尚未涉及到永磁同步电主轴,亟需研究解决。本文的研究工作如下:（1）开展8kW/80krpm的高速永磁同步电主轴电机电磁理论设计,基于ANSYS EM建立了高速永磁同步电主轴电机二维电磁场有限元分析模型,研究了气隙长度、定子槽口宽度等电磁设计参数对电机稳态性能的影响,确定了合理的参数选取范围。（2）根据驱动器变频调速调制工作原理、电机动力学和拉格朗日分析动力学理论,建立了高速永磁同步电主轴“逆变器-电机-主轴-砂轮-磨削载荷”系统的机电耦合动力学模型。针对模型特征,提出了基于龙格库塔的模型求解方法,实现了高速磨削永磁同步电主轴系统机电耦合过渡过程的定量仿真。（3）利用所建立的机电耦合模型和所提出的模型求解方法研究了电机参数、变频驱动器中逆变器参数和磨削载荷对电主轴输出电流、电磁转矩和转速以及砂轮扭转振动的影响,提出了抑制系统机电耦合振动的具体策略。研究表明:在给定参数范围内,通过合理增大气隙长度、减小定子槽口宽度、增大载波频率可以有效降低砂轮扭转振动,抑制系统机电耦合振动。（4）参与开发了8kW/80krpm电主轴样机并搭建了实验台。通过实验测得了电主轴空载时的电压值和振动量,与仿真结果进行了对比分析,电压值误差不超过10.35%,振动趋势和仿真基本一致,验证了电机电磁设计方案的正确性以及所建立的系统理论模型和方法的有效性。实验表明:该样机能运行在75krpm以内,且增大载波频率能有效抑制电主轴振动,实验所得规律与仿真分析结果较吻合。本文研究为高速/超高速永磁同步电主轴电机的开发设计和系统参数优化匹配提供了重要的理论方法和有效途径,同时提供了8kW/80krpm高速永磁同步电主轴的工程开发案例。