高功率密度永磁同步电机在多电飞机驱动领域具有广泛的应用,但多电飞机用电机功率密度的提升受到了材料性能、冷却系统以及航空运行环境等诸多因素的限制。因此,开展高可靠性和高功率密度驱动电机研究对多电飞机的发展具有重要的理论意义和实际工程价值。本文给出电机设计基本理论与初始设计方案,结合设计理论给出提升电机功率密度的常用方法,即高转速、高电磁负荷的应用以及轻量化结构设计,确定了6槽8极和12槽10极内转子表贴式永磁两种槽极配合作为初始设计方案。对初始设计方案进行优化并确定符合设计要求的最终设计方案。基于Ansoft仿真软件对电机进行参数化建模,从定子槽型、永磁体、定转子铁心背轭厚度以及轻量化结构等多方面对电机模型进行优化设计,通过分析确定12槽10极的模型为最佳设计方案;根据磁密分布给出电机定转子铁心轻量化结构设计的依据。对优化好的模型进行电磁特性分析和温度场分布研究。电磁特性分析包括磁链和感应电动势、气隙磁密、电感、转矩以及损耗,温度场仿真主要是基于Motor-CAD软件对冷却结构进行设计,包括机壳散热筋和单端轴风扇,并对电机温度场分布进行了仿真分析,结果表明所设计的电机能够满足安全稳定运行要求。设计了一款高功率密度永磁同步电机额定功率为10kW、额定转速为9000rpm、额定功率密度为5.85kW/kg,制作了样机并进行实验验证,对样机的齿槽转矩、空载感应电动势以及电感进行了测量并与仿真结果进行对比,理论分析和实验结果吻合较好。