内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM）因其具有高功率密度、高效率、高转矩密度等优点而被广泛应用与交通运输、飞轮储能、航空航天等领域。随着电力电子技术的发展,多相电机凭借其能够实现低压大功率输出、可靠性高、控制资源丰富等优势而逐渐被应用于大功率工作场合。为了提高飞轮储能用电机的可靠性及运行性能,本文设计了一台六相永磁同步电机并进行了多目标优化。首先,分析了六相电机的数学模型,在自然坐标系下,建立了六相永磁同步电机数学模型,通过坐标变换,分别计算出静止坐标系下电机的数学模型、旋转坐标系下电机的数学模型。在MATLAB/Simulink中搭建六相电机基于矢量空间解耦法的矢量控制仿真模型,并对电流波形进行了分析。其次,确定电机初始设计方案。通过分析电磁性能和电机结构尺寸之间的关系,设计了一台1MW六相双Y移30°内置式永磁同步电机。使用有限元软件Maxwell分析了电机的齿槽转矩、负载转矩、转矩脉动以及空载反电势畸变率。通过转子斜极分段法来提升电机的性能,计算出不同分段数对应的斜极角度,分析不同斜极角度对电机电磁性能的影响。然后,针对电机优化参数较多,变量与优化目标之间存在强耦合关系,电机空载线反电势5、7次谐波较大、效率及电磁转矩问题,基于一种参数分层与代理模型相结合的多目标、多参数优化方法,以输出转矩、转矩脉动、损耗以及空载线反电势五、七次谐波值为优化目标,选取极弧系数、气隙大小、永磁体厚度、隔磁桥长度、隔磁桥宽度等七个影响参数,通过参数对优化目标的敏感性的计算,将优化变量分为三层。以1MW对称V型内置式六相永磁同步电机的转矩脉动、电磁转矩、损耗、空载线反电势5、7次谐波为优化目标,分别使用BP神经网络和多项式响应面法建立电机的代理模型,利用多目标遗传算法（Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA）对第一层参数进行多目标优化,NSGA-Ⅱ算法对第二层参数进行响应面寻优,第三层参数采用扫描法寻优。确定最小转矩脉动、空载线反电势五、七次谐波、损耗及最大输出转矩对应的最优参数,并利用有限元软件验证了优化后电机性能的优异性。最后,设计并搭建了六相永磁同步电机的实验平台,利用一台小功率六相永磁同步电机进行实验,分析了六相永磁同步电机的性能。结果表明,本文所优化设计的六相双Y移30°永磁同步电机能够实现大功率的输出,优化后电机效率提高,转矩脉动降低,空载线反电势畸变率减小,电磁转矩提高了4.7%,各方面性能优异,验证了所提出优化设计方法的正确性与有效性,丰富了多相电机的多目标优化方法,为多相大功率电机的设计提供了参考方案。