针对现有球磨机驱动系统通过齿轮传递转矩,造成传动链长、占用空间大、效率低、需要经常维护等一系列问题,提出一种包绕式模块化永磁直驱电机。将球磨机磨筒作为转子支架,取消了电机与磨筒间的传动齿轮,提高系统传动效率与稳定性。采用模块化定子,能够有效提高电机定子的生产效率。每个定子模块独立供电,大大降低变频器容量和电压等级。但采用永磁直驱后,也会带来一些问题:球磨机磨筒尺寸很大,传统定转子装配方式已不能满足需求;电机结构复杂,需要对磁路分析,准确、快速确定电机的漏磁系数,缩短研发周期;模块电机的分块规则。针对这些问题,本文做了如下工作:球磨机用永磁电机设计。针对球磨机用模块化电机,选择合适的定子槽型、绕组形以及极槽配合。对比表贴式径向转子结构与切向内置式转子结构永磁体的利用率,选择适合球磨机用永磁电机的转子结构。此外,针对球磨机的永磁直驱系统,提出一种新型定、转子装配结构。定、转子之间采用沿圆周分布的小轮取代传统的轴承来进行装配、承重和限位,能够大大减少因加工、装配等原因导致的转子偏心、气隙过大等问题的发生,降低永磁体以及其他材料用量。针对适用于球磨机模块化的半闭口槽切向结构永磁同步电机,对其漏磁系数进行研究。根据磁通路径的不同,将磁通整体划分为气隙磁通,永磁体气隙侧端部漏磁通以及永磁体转轴侧端部漏磁通,给出等效磁路图并求取各部分磁通大小。对电机齿顶漏磁进行归算,根据主磁通与齿顶漏磁通大小之比等于各自在气隙中所经过路径面积之比,将气隙磁通分解为主磁通和齿顶漏磁通,求取电机漏磁系数。在此基础上,进一步分析了漏磁系数随气隙长度的变化情况以及非导磁衬套厚度的选取。研究了模块电机的分块规则。分析了不同分块位置对电机空载反电势和齿槽转矩影响,基于绕组拆分的方法提出一种定子铁心分块规则,并应用此方法对一台150极180槽永磁电机进行定子模块化,分析结果与有限元结果很接近。