随着微型航天器应用领域的逐渐扩大,作为其姿态控制系统核心部件的动量执行器受到了越来越多的重视。相比于传统的动量轮和控制力矩陀螺,单个动量球可以输出三轴角动量从而实现卫星三自由度的姿态调节,这大大减小了航天器姿态控制系统的体积和质量。本文以一种用于微型卫星姿态调节的磁悬浮感应式动量球为研究对象,主要对其绕组优化设计及等效电路参数计算进行了研究。首先介绍了一种感应式磁悬浮动量球的拓扑结构设计,并对其基本工作原理进行阐述。所提出动量球采用磁悬浮轴承以减小旋转时的摩擦阻力,采用了三圈结构相同且相互正交的定子以方便分析及控制,转子采用了中空钢壳表面镀铜以减小电磁场高次谐波。随后基于其定子结构的特殊性,以有限元作为协助分析工具,对与绕组有关的设计参数进行了分析。以提高转矩和转速作为优化指标,探讨了绕组不同的参数对电机性能的影响并得到最优的绕组设计方案。接着建立其等效电路,并利用二维分层递推矩阵法求解等效电路参数,以利用等效电路进行转速的观测。通过有限元分析完成了解析模型的初步验证。该工作明确了电磁参数与机械参数之间关系,可用于预测其运行状态,进一步指导优化设计。最后搭建了单轴动量球地面测试系统并设计了实验方案以验证绕组优化结果以及等效电路参数解析计算结果。实验结果验证了绕组的优化设计方案的优越性,但因为加工装配原因实验结果和等效电路解析计算结果有一定差距。