本课题基于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项，对高档数控机床中直驱式永磁力矩电机的一些核心关键技术展开研究，选择合适的电机拓扑结构，研究电机的性能参数和电机的尺寸结构与材料等参数之间的关系，并建立合适的电机解析设计模型与优化方法，以求通过对电机的优化设计来提高其功率密度、转矩密度、效率和功率因数等各项性能指标，同时降低电机的成本、重量与体积等，使其达到或超过各项性能要求。　　针对高档数控机床中直驱式永磁力矩电机的特点以及应用要求，选择分数槽集中绕组表贴式永磁电机作为拓扑结构，对该类电机的研究与发展做了一个相对较全面的综述；论文分析了分数槽集中绕组的特点，比较了不同极槽配合下的绕组磁动势谐波含量和绕组系数的特征，单层绕组和双层绕组，分数槽集中绕组与整数槽绕组也做了对比分析。建立了适用于分数槽集中绕组表贴式永磁电机的解析设计模型，明确了电机尺寸结构参数与电机性能参数之间的关系，建立了电机的尺寸公式。分析了电机的转矩脉动的形成原因和减小转矩脉动的思路与方法，分析了短路状态下的瞬态电流。提出了电机优化设计的一些思路，分析了优化设计的一些方法，从约束条件，目标参数和优化量的选择三个方面介绍了优化时需要考虑的问题。分析了1000Nm力矩电机极槽配合、极数、裂比等参数对电机性能的影响，以及电机主要材料及尺寸的选择和裂比优化，运用有限元方法对电机进行了精确的定量分析。重点优化了电机槽开口宽度和永磁体的极弧系数两个重要参数，并分析了他们对电机转矩、磁密、电感等参数的影响。计算了电机在不同工作状况下的性能参数。