近年来,随着新能源产业的不断发展,航空电动飞机正在迅速崛起,纯电动飞机相关产业需求与日俱增。航空电动飞机的航电系统,尤其主动力系统是其关键性部件,在整机过程中占有举足轻重的地位。这种全新领域的应用,对主驱动电机提出了更高的要求和全新的设计思路,航空电动飞机要求主驱动电机具有较高的力能密度,能在保证绝缘条件、效率等指标下,尽量具有高的功率密度、转矩密度以及容错能力,研究航空高力能永磁电机的多物理场耦合问题是重点的研究工作。研究航空高力能电机的电磁场及有限元仿真分析。基于全电飞机的实际工作环境,分析了航空飞机的动力系统及组成部分,分析了纯电动飞机动力系统如何进行参数匹配。基本阐述了高力能永磁电机的结构与工作原理,建立高力能永磁电机电磁场理论与解析过程。基于有限元理论,完成高力能永磁电机初步的设计与电磁场仿真分析。基于萤火虫算法完成高力能永磁电机的多物理场耦合优化设计,使得力能密度最优。研究航空高力能电机温度场与流体场基本理论。建立航空电机传热与流体场的基本理论。完成高力能永磁电机主要热源的分析与计算。利用ANSYS仿真软件建立高力能永磁电机温度-流体耦合分析过程,并给出高力能永磁电机求解过程中的基本温度仿真与温度-流体耦合分析结果。研究航空高力能电机机械与应力场分析。建立了高力能永磁电机机械分析过程中的基本理论,包括基本强度理论内容以及转子动力学理论。重点分析了高力能电机电磁与机械耦合优化设计内容,对电机重要部件进行了强度应力仿真分析以及强度与电磁耦合仿真分析。给出轭部厚度、轭部磁密和形变量之间的关系曲线。本文的创新之处在于,分析了航空高力能电机的动力需求,建立动力系统参数模型;给出航空高力能永磁电机初步设计思路和电磁场分析过程;重点分析了温度场与流体场的耦合以及强度-电磁耦合过程,利用萤火虫算法使力能密度指标提升10.4%。搭建航空高力能永磁电机实验平台,实验显示所研制的航空高力能永磁电机的力能密度最高达到14.85kW·Nm/kg~2。