近年来横向磁通永磁电机因为在低转速、大转矩方面的良好特性逐渐得到研究人员的关注,但是传统的横向磁通永磁电机存在电机的定子空间利用率低的问题,电机的定子铁心只能交链转子永磁体的单极性磁场,对电机内永磁体的利用率偏低。本文研究的双极性磁场全交链横向磁通永磁电机结构采用9形的定子铁心结构,可以有效提高电机内定子空间的利用效率,电机的定子铁心能够同时交链转子永磁体的双极性磁场,有效地提高电机的功率密度与转矩密度。首先,对传统横向磁通永磁电机和双极性磁场全交链横向磁通永磁电机的结构与工作原理进行分析说明。详细说明双极性磁场全交链横向磁通永磁电机相比于传统横向磁通永磁电机的结构特点,提高了定子空间利用率,能够同时交链转子永磁体的双极性磁场。其次,根据电机的结构与工作原理,利用等效磁路法建立电机的磁路模型,并通过简化磁路模型来建立电机的数学模型。分析推导了电机的主要参数表达式,包括电机的空载反电动势表达式、电机转矩表达式以及电感参数表达式,并利用得到的电机参数表达式对设计的样机模型进行解析计算得到电机主要参数的计算结果。然后,通过有限元软件对电机进行转矩特性分析,包括电机的空载条件下的分析,空载反电动势和电机的空载定位力矩,以及电机的各结构参数大小对电机的转矩大小的影响,最后通过有限元软件对上文的样机模型进行仿真分析将得到的结果与解析计算得到的结果进行对比,验证上文得到的电机参数表达式。接着,将同体积的双极性磁场全交链横向磁通永磁电机与传统横向磁通永磁电机进行转矩性能对比,验证电机相比传统横向磁通永磁电机在提高转矩密度方面的效果。最后,给出了双极性磁场全交链横向磁通永磁电机的设计要素分析,通过前文得到的参数表达式进一步推导得到电机的主尺寸表达式,给出电机的主尺寸确定方法,接着给出了电机的具体结构的设计分析,即电机的绕组、定子铁心、转子铁心和永磁体等主要结构的设计。