永磁电机具有效率高、功率密度大、形状和结构设计灵活等优点,已经越来越多地应用在工业、商业和军事领域。永磁电机气隙磁场分析是电机各种性能计算的基础和关键,是电机设计过程中的重要步骤,目前气隙磁场的计算方法主要有解析法和有限元法,具有高计算精度的子域模型法是解析法的典型代表。永磁电机磁场分布较为复杂,除内部主磁通及漏磁通以外,还存在外部泄漏磁场。“泄漏”磁场对电机的运行性能基本没有影响,但会对以该电机为驱动装置特种舰艇的安全隐蔽性产生不利作用,所以外部磁场的计算在一些特殊领域也很有必要。本文以舰船推进多相永磁直驱电机为研究对象,针对电机内外部磁场进行研究,建立电机内外部磁场的子域法解析模型,并以二维有限元仿真及部分实验验证所用解析法的准确性。对于表贴式偏心削极永磁电机,由于其磁极不等厚,所以不能用传统的子域模型进行求解。本文引入面电流来等效永磁体,用载流导体产生的磁场替代永磁体产生的磁场。在建立单根载流导体子域模型的基础上,应用叠加定理将所有载流导体产生的磁场合成从而求得整个永磁体产生的磁场。基于子域模型分别计算了空载状态下与仅考虑电枢反应时的气隙磁场,将空载磁场和电枢反应磁场叠加就可以得到电机负载磁场,并解析求解了感应电动势、齿槽转矩和电磁转矩。通过电机内部电磁场解析计算结果和有限元法结果对比,表明基于等效面电流法的子域模型具有很高的计算精度。为求解电机外部磁场,在内部磁场等效的基础上,首先建立了包含电机外部区域的无齿槽子域模型,通过推导得到了无齿槽模型电机外部磁场的解析公式,通过引入磁场修正系数,考虑了定子齿槽的作用。将包含外部磁场的子域模型与包含外部磁场的有限元模型所求得的外部磁场进行对比,验证了考虑电机外部磁场的子域模型的有效性。为了找出影响永磁电机外部磁场的因素及作用大小,本文分别通过改变永磁电机极对数、铁芯厚度、机壳厚度和铁芯相对磁导率进行电机外部磁场的分析计算,分析结果表明外部磁场磁密与测量点与电机轴心距离呈指数衰减关系,且极对数越多衰减速度越快。外磁场大小和铁芯相对磁导率、机壳厚度、铁芯厚度皆成反比,且随着极对数的增多,其对外部磁场的影响减小。本文对永磁电机外部磁场的研究工作可为其他类型电机外围环境磁场分析、地磁磁场补偿、传感器的抗电磁干扰、电机故障诊断等提供思路