针对驱动船舶、舰船与水下航行器等的对转螺旋桨驱动,本文提出了一种新的电力推进方式,即用一种新型的永磁盘式对转电机驱动。电机结构简单、紧凑、重量轻,能使得原有推进系统的体积得到减少,重量得到减轻;只有一套三相变频器驱动,成本得到节约;因为没有电刷、换向器和齿轮,整个系统运行可靠性高;定子采用无槽结构,电机输出转矩脉动小,振动噪声小。基于以上优点,论文提出的盘式对转电机将在船舶、舰船与水下航行器等领域得到广泛的应用。为此,论文将分以下几点对新型电机基础理论展开研究:首先,论文对盘式对转电机的结构特点与运行原理做了详细的论述。第一,定子结构方面:定子铁芯采用无槽盘式结构,绕组采用交叉环绕结构,一套绕组实现两个对转的磁场;双转子方面:采用盘式结构,扇形磁钢平行充磁,双转子结构对称,输出转矩相当,易于控制。第二,对转电机的运行原理,即是定子对转磁场拉动盘式双转子,实现对转运动,输出机械能。其次,介绍对转电机磁电关系。由于双转子对转运动,第一,电机磁路是不固定的,分别会出现串联磁路、一般磁路、并联磁路,利用等效磁路法求得每种磁路的等效模型,并在此基础上定性分析了每种磁路的特点;第二,双转子相对初始位置的不同将导致反电势相位的不同,为了得到最大的总反电势,必须保证两电机单元反电势的大小和相位都相同。第三,通过共用定子铁芯及其绕组这一约束条件,给出了盘式对转电机的各电磁物理量的关系与矢量关系。第四,通过对电机的分析总结出盘式对转电机实质:两个盘式电机单元通过单个定子在结构上复合成一个电机。然后,通过有限元分析软件Opera建立了电机的仿真模型,验证了定子绕组两侧对转磁场的存在与电机磁路是变化的这一特点。静态仿真方面:分析了电机双气隙磁密与电机各部分结构的磁密云图,验证了电机设计的合理性。瞬态仿真方面:得到了最大空载反电动势波形与双转子转矩波形并总结出由于绕组交叉造成的端部长度不一致对电机的影响非常小这一结论。最后,通过前面的理论分析,设计并制作了两台功率为2.2kW不同转子输出端的实验样机,并在此基础上搭建了实验平台。测试了电机空载感应电动势、转速转矩和位置角波形。理论分析和样机实验结果验证了设计方案的正确性与有效性。