永磁无刷直流电机具有转动惯量小、功率密度高、控制性能好等优点，所以在众多领域中应用广泛，同时也是航空、航天和航海等领域用电机的重要发展方向。本文根据SinoProbe国家深部探测技术与实验研究专项要求，具体负责高空无人机磁测系统中无人机舵机驱动电机的冗余改装和研制。针对项目具体要求，本文提出了电气双余度无刷直流电机方案，该电机电枢铁芯嵌套有两套独立的三相绕组，共用一个永磁转子；两套电枢绕组连接为两个独立的星形结构，并由互相独立的三相全桥逆变电路供电，组成两个独立的电气余度。该电机两个余度互为热备份，各自承担一半的负载，在一个余度出现故障的情况下，另一个余度可以承担全部负载并能保证系统在一定时间内正常运行，大大提高了系统的可靠性。　　目前，电气冗余电机所使用的绕组结构形式有两种：半球缠绕式结构和隔槽嵌放式结构，本文首先根据双余度无刷直流电机数学模型和有限元结果对两种结构进行了分析对比，确定采用半球缠绕式结构双余度无刷直流电机；然后根据永磁无刷直流电机槽极配合理论确定了6槽4极分数槽集中绕组的整体方案；最后对比分析了表面贴装式永磁转子有限元计算结果，最终确定了双余度无刷直流电机永磁转子采用瓦型磁钢结构。　　在确定了电机主要尺寸以及关键结构参数的基础上，利用Ansoft Maxwell建立了电气双余度无刷直流电机的有限元(FEA)模型，并分别对电机2D/3D模型进行了额定工况下瞬态有限元分析计算。然后对双余度无刷电机(DRBLDCM)单余度运行与双余度运行进行了对比分析，同时分析了双余度无刷直流电机双余度运行时的电流均衡问题。分析结果显示双余度无刷直流电机在电流均衡情况下热备份运行的整体性能明显优于普通无刷直流电机。　　另外，本文完成了电气双余度无刷直流电机样机的试制，并对其进行了实际测试，测试结果基本与FEA计算结果一致，并达到了项目要求的技术指标。验证了电磁场有限元软件Ansoft分析的准确性，为后续的设计与分析，以及模型优化提供了有效方法。