电驱动正在成为直升机技术的重要研究方向,就目前而言,实现直升机全电动尾桨的瓶颈之一是高功率重量比电机的设计与应用。轴向磁通永磁电机（axial flux permanent magnet motor,AFPMM）在需要极高轴向紧凑度以及高功率、高转矩密度的应用领域具有非常广阔的前景。定子无铁心AFPMM相比有铁心AFPMM,在效率上有所提升,同时具有绕组形式灵活、无齿槽转矩、过载能力强等优势。综合安装空间、电磁性能、散热各方面来看,定子无铁心AFPMM在直升机电动尾桨直驱式传动这个场景中具有很大的应用潜力。本文针对直升机电动尾桨直驱电机的性能需求,设计了一台定子无铁心AFPMM,并对该电机的电磁性能以及热特性进行了研究分析。本文的主要研究内容如下:首先,给出了一个满足电动尾桨直驱电机的性能要求的定子无铁心AFPMM电磁设计方案,并对所设计的电机的电磁性能及其呈三维分布的磁场进行了分析,为后续电机损耗以及热特性的研究打下基础。其次,在分析归纳了定子无铁心AFPMM的整体损耗之后,着重对电机的绕组损耗进行了研究。对绕组损耗中的直流铜损与涡流损耗进行了解析计算式的推导,在计算损耗时,涡流损耗的计算采用了解析与三维混合计算的方式,同时提出了三维磁场非均匀分层的方法来改善该计算方式的计算精度。在计算电机损耗后,在最大绕组导体横截面积的限制下,以电机电磁效率最高为目标进行了利兹线规格的寻优,并计算了不同频率下使所设计电机电磁效率最高的利兹线规格以供参考。之后,在损耗研究的基础上,针对直升机电动尾桨这一特殊应用场景,对电机的热特性进行了仿真分析。通过CFD与温度场的结合,建立了简化的电机温度场仿真模型。在此基础上,为了考虑材料性能随温度变化对电机温升的影响,在电机热网络模型中进行了磁热耦合仿真,仿真与分析了电动尾桨电机在不同工况下的温度场。最后,进行了全尺寸样机的实验。除了测量样机的空载反电势系数,还采用静态实验测量了样机的转矩电流特性。并且通过样机温升实验证了热网络仿真模型。