无铁心盘式永磁同步电机是一类轴向磁场的无铁心永磁电机,其具有多种优点,包括电机构造简单,电机效率高,功率密度高等。无铁心的应用大幅度降低了这一类电机的机身重量,使得电机在低速条件下能够更加平稳地运行。电机两个转子上的磁钢排列方式采用了Halbach阵列的设计方案,这种方案除了能够在一定程度上使电机的气隙磁通密度得到有效提升,还能使其正弦性得到很好的呈现。在对该电机进行各部分的模型设计时,针对定子电枢绕组的设计、制作和装配是其中至关重要的一个步骤。就目前而言,无铁心电机的定子电枢绕组一般多采用绕线式绕组,绕线式绕组的加工方式为环氧树脂浇注,这种加工工艺还未十分成熟,线圈安放具有难度,定位准确性不高,线圈的形状和尺寸较难达到要求,而且这些问题会随着线圈尺寸的增加、形状的复杂化而加剧,在较严重的情况下可能会引起绕组盘的轴向跳动。印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)技术在无铁芯盘式永磁电机中的应用大大简化了电机的生产制造工艺。绕组的具体结构参数与其具体布线方法会直接影响导盘式电机的输出性能。论文以实现一台应用于风力发电系统的盘式无铁芯永磁同步电机功率密度最大化为目标,分析了PCB绕组参数的约束关系和对优化目标的影响,提出了通过改变绕组线宽来进行绕组优化的方案。论文首先确定电机的设计指标,电机基本结构形式,建立了电机的几何模型;其次进一步建立了电机的数学模型,对该电机的空载反电动势进行计算、推导;之后根据所选取的绕组设计参数,对绕组电感、绕组电阻、绕组铜耗、绕组涡流损耗等进行计算并分析其特点;最后,采用有限元仿真的方法对电机进行仿真分析,探究了绕组线宽对电机输出功率带来的影响,有限元仿真结果与理论分析的结果具有一致性。此外,论文通过权衡不同的影响电机功率密度优化的因素,设计了样机,进行实验以验证理论计算,为无铁心PCB盘式电机的设计研究提供了一定的参考依据和实际工程价值。