永磁同步发电机作为风力发电设备的主要组成部分,由于其结构原因,具有电压畸变率高、齿槽转矩大、谐波含量大、转矩脉动大等问题,特别是对于本文的半直驱式永磁同步发电机而言,因为缺少了一级齿轮箱的缓冲作用,需要自身承担更多的谐波冲击,对电机本身的质量要求较高。因此,研究结构参数对电机电磁性能的影响具有重要意义,同时,本文依据厂家的要求,对2.935MW半直驱式永磁同步发电机进行优化设计。本文首先分析了现有种类永磁同步发电机的机械结构特点及其运行性能特点,并分析研究了永磁电机优化现状,对斜槽、不等宽槽口、不等厚磁极等等进行分析对比,同时指出相关文献对永磁电动机及其齿槽转矩的侧重而缺少结构参数对永磁同步发电机及其其他电磁性能(如电压畸变率等)的研究,为接下来的优化设计提供方向。其次,通过相应CAD软件及有限元RM模块联合建立具有不同结构参数的模型同时对本文电机的剖分情况进行了说明。采用有限元仿真软件,研究了转子通风道设置对永磁同步发电机空载、负载及三相短路时的电磁性能的影响。之后又分别研究了不同非均匀气隙偏心距及不同磁极偏移角对电机空载、负载及三相短路时的电磁性能的影响并得出相应变化规律。最后,根据相应结论,选择适合的结构参数,对2.935MW半直驱式永磁同步发电机进行优化设计,并采用相应有限元软件进行仿真研究,对电机优化前后的空载电压波形、电压畸变率、谐波含量、齿槽转矩、损耗含量、三相瞬时短路电流倍数、额定负载时的输电质量以及电机振动情况等进行对比,得到了具有更高电磁质量并满足设计要求的发电机优化设计方案。