心力衰竭是一种常见的临床综合症,对于终末期心力衰竭的患者一般采用心脏移植的方式进行治疗,但是心脏供体极其缺乏。而血泵既可用于短期辅助治疗,也可替代人体心脏进行永久性辅助治疗,因此血泵是目前解决心力衰竭问题的最有效方式。本文的研究目的是为了使血泵朝着小型化方向发展,不仅需要血泵电机具有较小的体积,更高的效率,稳定的转速和更广的转速范围,而且还需要具有良好的驱动性能,因此设计出具有以上特点的永磁无刷直流电机对于开发出良好驱动性能的血泵,具有十分重要的作用。本文选取了血泵永磁无刷直流电机的单定子单转子有槽的拓扑结构,基于电机的结构组成及工作原理,优选了永磁体的材料,并利用与径向电磁场相类似的分析方法,提出了轴向磁通电机的等效磁路模型,然后基于等效模型推导出永磁电机的基本电磁关系,完成了电机基本尺寸的设计。针对电机结构设计的方案,通过多目标算法对于设计参数进行优化和分析。利用NSGA-II算法以电机线圈半径、铁心半径和气隙厚度为参数对电机的效率、电磁转矩和体积进行了多目标优化,选取到最优的一组设计参数,为后面的制作电机奠定了基础。本文通过仿真软件对于所设计的电机进行了电磁场的分析,研究了电机的磁场分布情况和电机的基本性能。利用ANSYS Maxwell软件对电机的三维模型展开了有限元分析,在静磁场分析中,重点研究了气隙磁密的变化情况;在瞬态分析中,研究了过负载时电机的反电动势和磁链的变化情况,同时也通过电机的线圈损耗、铁心损耗和永磁铁的涡流损耗等,研究了电机基本的性能。为了验证理论的准确性,根据设计要求研制了一台的血泵电机样机,并采用速度和电流的双闭环系统进行电机的驱动控制,并设计了以STM32F103R CT6为CPU的电机控制器。设计并且搭建实验平台对于电机进行了性能分析。根据所得实验数据对血泵的流量和压力建立了估计模型,并研究了血泵电机动态性能。实验表明电机能够达到稳定的运转,使得血泵的输出流量满足人体的需求,为进一步的实验打下了基础。