较异步电机加减速器的传统驱动系统,永磁直驱系统具有传动链短、传动效率高、运行稳定性高等优势,更加符合煤矿行业安全、高效的发展要求。而直驱永磁电机的体积较大,同时由于煤矿井下特殊的工况条件,还要求电机具有一定的防爆性能,设计工作相对复杂。因此,本文从电机极槽配合选择、齿槽转矩优化、温升以及隔爆性能分析等方面对矿用直驱永磁电机的一些关键性技术问题进行研究。在电磁设计方面,首先对电机的极槽配合进行研究,对比分析了不同极槽配合下电机负载反电势波形畸变率、转矩波动的大小。确定极槽配合后,采用Taguchi优化算法以隔磁桥宽度、隔磁桥厚度、定子槽口宽度和不均匀气隙度为优化参数对电机齿槽转矩、空载反电势波形畸变率、平均转矩进行优化,并通过有限元仿真进行验证。最后对应用成型绕组提高电机净槽满率以缩小电机体积,提高转矩密度进行定量计算,并分析其优缺点。在温度场与冷却结构方面,首先根据牛顿散热定律以及雷诺数与流体状态的关系对电机的冷却结构进行设计,然后分析电机热源,推导冷却水散热系数与流速的变化关系,采用磁热耦合的分析方法求解电机温度分布,由仿真结果可知,机壳轴向水冷结构设计合理,电机在额定稳态运行及短时过载运行状态下各部分温度分布正常,符合国标规定,电机可以长期稳定高效运行。在电机隔爆性能分析方面,首先根据实际设计计算电机外壳各隔爆接合面间隙,然后建立电机外壳的三维模型,通过静力学有限元仿真模拟电机爆炸过程,对于各隔爆结构及隔爆接合面的受力变形进行分析,对仿真结果不符合要求的机械结构进行修改,经修改后的静力学仿真结果表明,电机隔爆外壳受力后表面均发生弹性形变,不会对电机的隔爆性能造成影响,各隔爆接合面的弹性形变量的最大值叠加工件的加工公差后仍可满足隔爆要求。在设计和分析的基础上,研制一台样机,并搭建实验平台对样机进行空载实验、反拖实验、负载与温升实验。实验结果也进一步验证了研究内容的正确性,对今后矿用防爆直驱永磁电机的设计工作具有一定的参考价值。