固井工作是油气田勘探及开发过程中最为关键的环节,固井工作使用水泥浆将套管固定,最主要目的是加固井壁防止坍塌。固井工作要求固井机输出压力具有较宽的范围,其输出压力越大时运行转速就越小,固井工作中大部分时间为低转速大压力工况。现阶段固井机采用的是柴油发动机配合减速器的驱动方式,这种驱动方式存在保养维护工作繁琐、运行噪音大以及设备体积与重量过大等问题。因此为解决柴油发动机驱动存在的问题,本文根据固井工作的特点设计一台额定转速500r/min,峰值转速1500r/min的固井机用永磁电机,并对永磁电机在电磁、弱磁能力、电磁振动方面进行研究。首先,固井机用永磁电机运行在额定转速以下时为恒转矩控制,在额定转速以上为恒功率控制。为了可以让永磁电机能更好与固井机适配,本文对固井机用永磁电机的极槽配合、气隙长度和磁钢尺寸进行设计,在此基础上,设计了V型、（?）型及双层V型三种不同的转子结构,对比其在弱磁率、凸极率、气隙磁密、齿槽转矩等方面的差异,最终选择转矩性能和弱磁性能较为均衡的V型转子结构。其次,为了提高固井机用永磁电机的弱磁扩速倍数,通过正交实验法对V型转子结构进行设计,本文选择V型转子结构的五个尺寸作为变量,即转子轭厚度、磁钢夹角、同极磁钢隔磁桥宽度、非同极磁钢隔磁桥的长度及宽度。通过对正交矩阵中的变量组合进行有限元仿真,以提高固井机用永磁电机的弱磁率和凸极率为目的,确定各个变量的取值得到满足固井机工作转速范围要求的转子拓扑结构。通过与初步设计的V型转子结构的电机进行对比,验证转子结构设计的合理性。并通过样机实验进一步验证本文研究的永磁电机性能。最后,永磁电机内置式转子结构的凸极效应会引起额外的电枢反应谐波,可能会造成较严重的共振现象。为了提高固井机用永磁电机的稳定性,本文对永磁电机的电磁振动进行了研究。通过对电磁力理论分析及仿真,得到电磁力的空间分布和频率分布规律。并通过模态分析得到其固有频率,以此为基础进行电机谐响应分析,由此可以发现电磁力阶次越低对电机的共振影响越大,为避免永磁电机运行时出现严重的共振现象,可以在设计电机机壳和端盖时提高电机固有频率,避免严重的共振现象。