近些年随着对永磁电机的逐步深入研究,其效率高、体积小、功率密度大和可靠性高等特性,使其更加广泛的运用于各个领域。本文研究的是表插式永磁电机的本体设计,通过运用Halbach永磁阵列和永磁体形状的优化设计,使表插式永磁电机的性能更加优越,具有理论价值和工程实践意义。针对永磁体形状,提出了一种表插式两段偏心Halbach永磁电机模型,其永磁体的外弧为外偏心,并对提出的电机进行了二维解析建模分析。对Halbach阵列永磁体的磁化角度进行了解析优化,得到其最优磁化角。然后采用卡特系数法获得有定子槽结构下的气隙磁密、感应电动势和电磁转矩。接着与同心径向磁化、同心Halbach阵列永磁电机进行电磁性能的对比与分析。最后利用有限元法对提出电机的解析建模方法进行验证。基于两段偏心Halbach表插式永磁电机,提出表插式三段偏心Halbach永磁电机模型,并进行二维解析建模分析。在Halbach阵列最优磁化角的条件下,对偏心永磁体的偏心距进行了解析优化。然后采用卡特系数获得有槽结构下的电磁性能,与表插式三段同心Halbach永磁电机电磁性能进行对比,说明偏心磁形下的表插式永磁电机有着更好的电磁性能。最后利用有限元法对优化后的提出模型进行了验证。针对降低气隙磁密三次谐波,提出了一种表插式谐波注入磁形的两段Halbach永磁电机模型,永磁体外弧采用三角函数,注入正弦函数及一定比例的对应三次谐波,并对该电机进行了二维解析建模分析。对Halbach阵列永磁体的磁化角和和三次谐波比例进行解析优化,获得较大气隙磁密基波幅值的同时降低气隙磁密三次谐波幅值。然后采用卡特系数获得有槽结构下的电磁性能,并与同心径向磁化、同心Halbach阵列永磁电机进行对比分析。最后利用有限元法进行验证。