本文的工作主要围绕双层分段内置式永磁电机的设计和对其调速范围、转矩和转矩波动的优化展开。首先比较分析了内置式永磁同步电机不同转子结构及其性能特点,设计了一台额定功率50kW的双层分段内置式永磁同步电机。采用等效磁路法建立了空载电机等效磁路模型,解析计算了空载气隙磁密,并用有限元仿真对其进行了验证。然后建立了3相8极双层内置式永磁同步电机二维有限元模型,仿真分析模型可知适当增大电机转子磁桥宽度会增加电机调速范围,适当增大电机第二层磁桥宽度会增大电机平均转矩。在此基础上对电机进行优化,优化后的电机调速范围比优化前扩大了50%。最后对电机的转矩进行优化。采用田口法分析电机转子两层永磁体的极弧系数αp1,αp2,永磁体埋入深度h和永磁体与永磁体槽长度之比l1/l2对电机平均转矩和转矩波动的影响,利用田口法分析结果选出对优化目标影响比重显著的参数对其采用响应曲面法建立转矩和转矩波动的响应面方程,参考响应面方程设置遗传算法的适应值函数,对电机进行优化。优化后的电机平均转矩比优化前增加了27.8%,转矩波动下降了2.9%。