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永磁无刷直流电动机是把电磁、电力电了、机械、材料等多门学科技术合成应用在一起的新型电机，它保持了有刷直流电动机优越的起动和调速性能，同时具备交流电动机的结构简单、运行可靠、寿命长和维护方便等优点，因而在航空航天、国防、工农业生产和日常生活领域都具有广泛的应用前景。航空领域，针对飞行器上广泛使用的有刷直流电机存在寿命低、维护量大、无法通讯和交流异步电机状态的不可控、难以信息化等弊端，以及各机载电气部件在控制、能量、功能等方面存在无法综合化、集散化和信息化等瓶颈问题，直流无刷电机的研制将为实现电力作动的无刷化、数控化、可视化奠定基础。因此，设计性能优异的永磁无刷直流电机具有重要的理论意义和应用价值。 本论文研究了无刷直流电动机国内外发展现状及发展趋势，归纳总结了永磁无刷直流电动机的类型及特点，指明了永磁无刷直流电机发展中存在的主要技术问题，详细分析了永磁无刷直流电动机的原理和设计方法;根据电磁学电磁感应基础理论，研究了无刷直流电动机的运行特点，根据电路的克希霍夫第二定律推导了无刷电机电势平衡方程，根据电机技术基础理论研究了电机电磁参数与空载反电势、转矩的计算关系表达式，对永磁无刷直流电动机的机械特性和调节特性进行了分析研究，建立了一套永磁无刷直流电机的数学模型，利用MATLAB对进行了仿真分析;利用解析法对无刷直流电机进行电磁场分析和设计，利用等效磁路的方法对电机进行优化;根据基本理论和数模研究结果，设计了一套125W/6100rpm永磁无刷直流电动机及其控制系统的工程样机，进行了CAD电磁设计、Solidworks三维造型结构设计和优化、典型零件的加工和装配;同时搭建了永磁无刷直流电动机的实验研究平台，利用电机测试技术和风机标准化风管性能试验方法，对工程样机进行测试，通过实验研究对比分析理论值与实验值的差异，经性能测试、整机加装测试以及环境试验证明该工程样机达到预期的目标，验证了设计理论及分析方法的正确性和可行性，为永磁无刷直流电动机的工程实际应用奠定了基础。