定子无铁芯轴向磁场永磁电机(无铁芯AFPM)是一种轴向尺寸短、功率密度高且易于组装的新型电机,定子无铁芯结构减轻了电机总体质量,并且消除了传统电机定子中的磁滞损耗和涡流损耗,同时减小由齿槽效应带来的电磁转矩脉动;利用高矫顽力的钕铁硼作为永磁材料,使得电机结构紧凑、低速运行平稳、效率高及振动噪声大幅度降低;随着计算机、数控机床、工业机器人等高科技产品的兴起和一些特殊应用系统的需要,传统电动机某些性能已经不能符合要求,无铁芯AFPM以其优异的特性开始逐步取代传统电机;然而该电机特殊的结构及复杂的磁场使得在高速运行过程中会存在温升过高的问题,从而降低电机效率及影响电机性能。因此,对该电机电磁场分布及涡流损耗进行分析计算是非常有必要的。本文通过理论分析、三维有限元仿真计算及三维解析法计算对无铁芯AFPM的电磁场分布、电机各部位的涡流损耗情况和降低电机电枢绕组及转子涡流损耗的方法进行了系统分析及研究。首先建立无铁芯AFPM三维电磁场有限元模型,分析电机空载及负载情况下电磁场和气隙磁密分布情况,仿真出反电动势随着转速增加的变化规律,为计算电机涡流损耗提供理论基础;其次用三维解析法计算电机气隙磁密、电枢绕组涡流损耗及反电动势等,验证三维模型建立的准确性及正确性;最后提出降低电机电枢绕组及转子涡流损耗的方法,并结合仿真结果得出结论。对无铁芯AFPM涡流损耗分析,得出电机转速对涡流损耗有显著影响;为了降低电机涡流损耗,电枢绕组采用多股并绕方式,转子采用对永磁体分块及电镀的方法;其中,在对永磁体分块时,对比分析横向分块和竖向分块对涡流损耗降低效果,得出横向分割效果更佳;在对转子电镀时,先对此方法进行验证,又创造性地提出“分块+电镀”同时作用以降低转子涡流损耗,最后研究了电镀层厚度对涡流损耗的影响。