近年来,随着国家经济的快速增长,通用航空业以及相关的产业链得到了迅速的发展。其中,航空装备制造业的不断革新已经成为促进航空业发展的重要推动力。螺旋桨是飞机重要的设备,各种型号的高性能螺旋桨已被各大螺旋桨厂家生产出来,那么如何科学的、准确的、方便的测试出所设计的螺旋桨的性能参数就成为了一项重要课题。本文设计出了一套基于高力能密度电机的螺旋桨综合测试系统,采用了一种新的结构形式,能够更加科学的、准确的测量出螺旋桨的各项性能参数。整套系统主要包括螺旋桨测试平台、主驱动电机、主驱动系统及智能监控系统。螺旋桨测试平台主要采用新型导轨的结构实现螺旋桨的拉力测量;采用轻型钢材与工字型支撑结构设计,大大降低了平台本身的重量;采用扭矩传感器与螺旋桨同轴相连的结构直接测量螺旋桨的扭矩和转速;采用弧形整流罩密封住平台与测试平台的流线型切割设计,不仅使参数测量更准确,而且还可以使螺旋桨产生的气流更好的流通,增加螺旋桨的推力,使其发挥最大性能。本文设计出的主驱动高力能密度电机,主要是通过电磁分析与设计,研究了定子绕组并绕根数、定子每槽导体数、电机主要尺寸、电磁负荷、气隙宽度与定、转子槽型等方面对电机电磁性能的影响,通过优化电磁结构,最终提高电机力能密度。由于力能密度的增大,导致电机单位体积损耗增加,增大了它的发热量,因此,温升将成为考核电机的重要指标。本文针对电机的结构特点,根据温度场数值计算方法以及热传导理论,考虑了高频下的集肤效应对铜耗的影响,利用有限元的方法分析电机温度场模型,得到电机内部温度场分布,为保证良好冷却效果,实现电机优化设计建立良好的基础。电机力能密度的增加,对机械强度和振动提出了更高的要求。本文基于弹性力学理论,建立了主要部件的机械强度计算模型,分析了高转速下的应力分布,并根据应力分析结构,研究了端盖支撑筋对端盖机械强度的影响;基于模态分析理论对电机进行振动特性研究;基于弹性矩阵理论对不同频率下的振型进行了分析并利用有限元软件对主要部件完成仿真。主驱动系统及智能监控系统是整套测试系统的重要组成部分,本文完成了对电机控制回路的设计,编写了组态监控软件程序,设定了主驱动系统的程序,并成功研制出螺旋桨综合测试系统的样机一套。最后通过样机进行空载温升实验与螺旋桨地面动态特性实验分析,验证本课题研究的螺旋桨综合测试系统各项设计指标的合理性。