太阳能无人机由于其较高的军事、民用及商用价值,在国际上吸引了较多的关注。为提高太阳能无人机的续航能力和有效载荷承载能力,其推进电机必须实现较高的转矩密度,并需要在不同的工作点均满足较为严苛的效率指标,同时由于高空与地面环境的差异,电机散热和温升情况的校核与分析也愈发重要。本文基于无人机推进的应用背景,对高转矩密度电机的电磁和温升特性展开研究。首先,为快速分析和准确计算电机性能,基于等效磁网络法建立表贴式永磁同步电机的转矩计算模型,结合现有研究中的气隙磁场解析方法拓展等效磁网络模型的应用范围。在对模型的准确性进行验证后,借助该模型分析电磁负荷、极槽配合和磁极结构对转矩密度的影响规律。其次,借助等效磁网络模型对永磁同步电机的损耗和效率进行分析,通过有限元和实验来验证计算结果的准确性。而后借助等效磁网络快速计算的优势,在得到电磁转矩和损耗的基础上,从损耗分配的角度出发,分析总结电机转矩密度对不同工况点损耗和效率的影响规律。并分析在转矩密度与效率的相互关系中电机极数的作用。之后在分析无人机运行空间范围内的环境和相关热物理参数的变化规律的基础上,进行电机的流体场分析。计算电机表面的对流传热系数及其分布情况;并分析在高空环境中大气温度和空气密度对对流传热系数的影响。借助热管样件试验得到低温环境下其导热能力的变化规律,为电机温升分析提供基础。最后,在对电机损耗与散热条件进行分析的基础上,建立电机定子的温度场分析模型,计算高空环境下电机温升,并与实验进行对比。分析热管-翅片散热结构和极槽配合对电机温升的影响。