线圈辅助励磁无刷直流电机(Coil-Assisted Excitation Brushless DC Motor CAE-BLDCM)作为一种新型的磁阻电机,用辅助励磁线圈替代永磁材料,因此具有结构简单、制造成本低、运行可靠性高、调速范围宽、可控参数多的特点,已被应用于航空发电机、电动汽车驱动、矿山机械、伺服系统等领域。但对于CAE-BLDCM输出转矩脉动大,振动噪声突出问题的研究主要集中于控制策略改进和优化方面,对电机本体设计和优化的研究相对较少。本文以电机新型拓扑结构为研究对象,对本体进行设计和优化。具体工作如下:(1)通过分析国内外的电励磁双凸极电机研究现状,从电机的磁通路径及结构特点入手,分析CAE-BLDCM的工作原理及与其它电励磁双凸极电机的不同点,推导电机电动/发电数学模型。(2)通过类比国内外双凸极电机设计方法并结合本文电机特殊结构,设计一台电机,并运用有限元法对电机静态特性进行研究,分析所设计方案的合理性;紧接着根据电磁转矩特性、磁共能的变化规律,对电机电枢绕组和励磁辅助绕组的匹配问题进行研究;分析不同励磁情况时电机输出性能,确定两类绕组电流比例。(3)针对CAE-BLDCM定转子极数组合方案、磁场分布的特殊性。分析不同极弧范围矩角特性变化规律,不同铁心长度时气隙磁密、绕组电流、输出功率变化情况,不同气隙下电机的转矩特性,确定电机结构参数灵敏度;在此基础上,为进一步提升电机转矩密度对电机进行优化设计,并分析所得结果,验证所设计电机的可行性。