航天、航空、航海等军工领域及特种民用领域要求电机具有体积小、功率密度高、环境适应性强和可靠性高等性能，但高功率密度和高可靠性存在一定的矛盾。在军用航空领域，永磁无刷直流电机功率密度高、运行环境恶劣，高功率密度和高可靠性要求间的矛盾迫使电机的参数设计要考虑多方面因素，设计难度加大。　　本文针对3200W航空液冷泵用高功率密度永磁无刷直流电机，分析设计了电磁负荷、极对数、绕组形式、气隙长度及电磁材料等关键参数，最终得到了合理的电磁设计方案，并在有限元软件Magnet中对电机的电磁场和性能进行了仿真分析，电磁仿真结果均与设计指标一致，具有可行性。　　为了准确分析电机的温度场，对电机的各损耗进行了计算。重点研究了铁心损耗的计算方法:采用基于神经网络迭代的数值搜索算法完成了多频段下铁损系数的数值拟合，拟合精度较高，使得仿真计算时铁损系数的设置更贴近电机运行时的真实情况，提高了电机的铁心损耗计算的准确度;对比分析了各类铁损计算方法的优缺点，提出的将定子铁心分为槽底正对的轭部、齿根正对的轭部、齿身、齿尖四部分并采用正交分解-傅立叶分解法计算结果准确度较高且计算量小。基于此方法，研究了铁损密度的分布情况及不同运行工况下的铁心损耗变化对电机参数设计的影响。结果表明:定子铁心损耗的分布与磁密分布具有相似性;涡流损耗随转矩和转速增加比磁滞损耗快，选用2对磁极和35WW230硅钢片材料，使得涡流损耗和磁滞损耗随交点分别出现在额定转矩和额定转速之后，使得额定工况下的铁耗较小。对于高功率密度永磁电机，避免齿部磁密过分饱和，选用较小极对数和涡流效应较小的硅钢片材料，可减小额定工况下的铁心损耗，提高电机工作效率。　　根据损耗计算结果及传热学理论，结合电机的运行环境，分析电机的发热情况，并提出强制冷却方案:对于油冷方式，保证电机机壳中流量≥3.45L/min，则当电机效率为85％时，油温升不会超过5℃;对于风冷方式，低空运行时电机输入母线电流需增加至21A左右，风险较大，液冷方式更合理，设计了具有双螺旋冷却油路的机壳。将电机旋转时定转子和气隙空气间的对流换热系数等效为气隙静态空气的修正导热系数来计算，简化了温度场分析模型，在有限元仿真软件ANSYS WORKBENCH中模拟了自然冷却条件下电机空载和额定负载时的温度场和添加冷却系统后电机在不同功率下温升变化规律:绕组的温升增加最快，机壳的平均温升增加最缓慢。可见对于高功率密度永磁无刷直流电机，定子绕组损耗对电机温度分布影响较大，可通过优化绕组线圈匝数和线径来降低绕组损耗，进而降低电机温升。　　电机的性测试结果验证了仿真计算的正确性和可靠性。