随着高性能永磁材料和导磁材料的出现，永磁同步电机的发展越来越趋于轻量化、一体化。分数槽集中绕组由于具有高转矩密度，低铜耗，低转矩脉动以及能够采用拼装式定子等诸多优点，在低速大扭矩电机和中高速电机中得到广泛应用。在以转矩密度为首要性能指标的应用中，分数槽集中绕组的采用已经成为不可阻挡的趋势。研究分数槽集中绕组的设计及其在电机气隙中产生磁动势的特点具有远大意义。
　　集中绕组线圈节距为固定值1，由于没有采用短距系数抑制磁动势谐波而使得绕组气隙磁动势具有丰富的空间谐波，对电机的整体性能造成影响。到目前为止，对分数槽集中绕组的研究主要集中于转矩性能分析，电感计算等，研究其构成规律及绕组拓扑扩展的相对较少。本文从绕组的基础理论出发，分析单相绕组及合成磁动势特点，利用槽号相位图的理论对双层分数槽集中绕组的设计方法，构成规律进行了深入的分析并通过具体绕组拓扑进行详细说明。结合导体向量叠加原理，对单元电机配合磁动势进行基本特点分析，进而对常用分数槽集中绕组进行磁动势谐波分析并总结出其与槽号相位图配合进行磁动势谐波分析的方法。
　　在总结绕组设计和磁动势谐波分析方法上，本文提出了一种双层五相分数槽集中绕组拓扑结构并总结了基于槽号相位图的多相分数槽集中绕组的设计方法。利用磁动势谐波分析方法对五相分数槽集中绕组进行了磁动势谐波分析，得出采用该绕组布置的永磁电机具有高转矩性能。
　　最后，通过Ansys/Maxwell有限元分析，设计通用永磁同步电机对研究的分数槽集中绕组进行性能仿真对比。控制电机运行在不饱和状态，控制电机有效尺寸，电、磁符合以及绕组槽满率保持一致时，仿真并对比分析了2种典型极槽配合的分数槽集中绕组在磁动势谐波损耗以及径向电磁力等方面的电磁性能。仿真对比了设计的五相分数槽集中绕组永磁同步电机的在电磁转矩，转矩脉动及磁极损耗等方面的电磁性能，对其进行了适当优化并对其工程应用进行了适当建议。