非晶合金材料应用于高频电机对铁心涡流损耗有显著的抑制作用,本文主要研究拓扑结构对电机性能的影响,考虑非晶合金轴向磁通永磁电机设计中的特殊问题,研究高频非晶合金轴向磁通永磁电机的相关设计技术。首先,对Kaman、Torus结构非晶合金轴向磁通永磁电机进行对比研究。分析拓扑结构对电机工艺性、电磁性能以及温度场的影响,对比非晶合金定子固定方式与水冷冷却系统设计复杂度,研究不同拓扑结构下电机的功率密度、漏磁与气隙磁场情况,并根据损耗构成与电机内部温升分布情况分别确定两种拓扑结构电机设计中极数、非晶合金铁心磁密与绕组电流密度各自的宜选范围,为不同拓扑结构非晶合金轴向磁通永磁电机的设计提供参考。其次,利用Fortran语言编制Torus结构非晶合金轴向磁通永磁电机电磁计算程序。考虑非晶合金材料磁性能对机械应力的敏感性与轴向磁通结构的特殊性,程序中对定子最窄齿宽进行了校核,对定子双绕组不同连接方式(串联、并联)下的电流密度、电机热负荷与铜耗、不同磁路型式(NN、NS)下的定子轭磁密分别进行了计算,最后利用调试样机与电磁场有限元法对程序进行了验证,可用于Torus结构非晶合金轴向磁通永磁电机电磁方案的初步设计。最后,对一台7kW、4000r/min的Torus结构高频非晶合金轴向磁通永磁电机进行设计与优化。首先分析非晶合金轴向磁通永磁电机设计中的特殊问题:非晶定子铁心磁密饱和问题、非晶定子铁心热传导问题、磁通结构引起的轴向磁拉力以及电机装配引起的轴向对称度等,从电磁设计角度削弱其对电机性能的影响,对极槽配合、电机主要尺寸、气隙长度、极弧系数等参数进行选择,并采用45°充磁四段式Halbach阵列型式对永磁体进行优化设计;最后对电机主要损耗与温度场进行有限元计算,校核电机设计方案。