风能是一种具有强烈随机性的过程性新能源，清洁可再生。风能发电是目前最为成熟的几种新能源发电形式之一，正日益受到世界各国的重视。根据最新统计，2013年全球新增风电并网容量达到35GW以上，有24个国家超过了1GW。我国新增风电装机16.1GW，并网总容量为91.4GW，预计2020年将达到200GW。风力发电系统的构成形式多样，交流励磁变速恒频双馈风力发电系统和直驱或半直驱型永磁同步风力发电系统，是目前两类主流的风力发电系统。

   直驱型永磁风力发电机组取消了增速齿轮箱，机组可靠性提高，噪声降低；无需电励磁，效率高；永磁体还可以提高气隙磁通密度，进而提高电机的功率密度。采用不同定子槽数、不同结构尺寸，设计了三台1.5MW32极半直驱永磁同步风力发电机，通过建立电机的电磁场与温度场有限元数学模型，分析计算电机电磁场与温度场，156槽方案谐波含量及损耗较大。从永磁材料选择、电磁设计、短路工况下的去磁计算等方面研究了2.5MW高速永磁同步风力发电机的防失磁问题，以1.5MW直驱式永磁风力发电机为例，通过匹配定子槽数和极数，给出了相对合理的电机优化设计方案。建立了3MW、660V、14R/MIN的风力发电机二维有限元仿真模型，通过电磁场分析，得到了静电场情况下的参数。极弧系数改变会影响表贴式永磁发电机的齿槽转矩，提出通过改变极弧系数，优化表贴式永磁发电机齿槽转矩，给出了整数槽和分数槽电机的最优极弧系数，有限元法仿真计算验证了方法的正确性。研究了模拟同步发电机在定子绕组匝间短路故障下的电磁转矩，故障时的电机磁场畸变并导致电磁转矩减小。

    本文采用磁路法设计了一台2MW、30r/min、60极198槽的表贴式外转子直驱永磁风力发电机，建立了电机二维场有限元仿真模型，仿真分析了空载、额定负载、短路工况下发电机的运行性能；研究了极弧系数、负载变化及每极每相槽数对永磁同步发电机性能的影响，为电机参数优化提供依据。