无刷直流电机采用稀土永磁材料励磁的电机，具有高速度、高效率、寿命长、运行可靠、调速范围宽等优良特性，因此在航空航天、家电、电子仪器、采矿等许多设备上得到广泛应用。由于我国对无刷直流电动机的研发开始较晚，自主研发的无刷直流电机与国际上先进水平还有一定差距，相关理论还需要进一步的研究。文中对无刷直流电机与其它几种普通电机分别作了全面分析比较，提出了无刷直流电机所具有的一些优点。在此基础上，详细分析了无刷直流电机的基本结构、工作原理和绕组方式，从而选择了所设计样机的相数、位置检测器的方式及绕组形式。文中根据额定参数要求，设计一台功率为46W的样机。首先，采用解析法确定了电机的主要尺寸，设计了永磁体的形状及尺寸。使用等效磁路的方法，计算了永磁体的工作点，并初步计算了电机的性能，所计算的性能参数结果达到了预期要求。其次，分别使用软件Ansoft Maxwell中的解析分析模块RMxprt和有限元分析软件Magnet，从两种不同角度分析研究了电机内的磁场，并利用有限元分析软件Magnet研究了永磁体分别在径向充磁和平行充磁时，对电机内气隙磁密的影响。在电机空载和负载两种工作状态下，分别仿真了电机的相电流、相电压、电磁转矩和速度波形，并对其进行了分析研究，分析研究得到所设计的样机性能达到了设计要求。之后，使用解析法和电磁场有限元分析法相结合的电机优化设计软件MotorSolve，对所设计的样机进行了简单优化。最后，分析研究了霍尔位置传感器位置的偏移，对电机性能的影响。