PCB(Print Circuit Board,印制电路板)定子盘式永磁同步电机是盘式无铁心电机的一种,有诸如制作简单,效率高,电机功率密度高等优点,定子无铁心实现了电机轻量化的目标,也使得电机转矩波动变小,运行平稳。无铁心盘式电机的电枢绕组多采用树脂浇注,线圈的安装、固定等难度较大,加工精度难以满足要求,有时绕组还可能出现轴向移动。定子采用PCB技术的盘式无铁芯电机较好的解决了这些问题,该种电机转矩脉动小,噪声小,使得电枢绕组的生产制造大大简化,加工精度高,适合批量生产。本文对PCB定子盘式电机的转子和定子进行了深入研究和分析,首先分析了电机结构和转子的特点以及电机的磁路特点,建立了定子和转子的三维有限元求解模型,并对常见绕组的结构形式和特点进行了对比分析。通过解析模型对电机定转子关键参数进行了分析设计,研究了电机主磁路特点和永磁体的空载工作点,之后对转子磁极的内外径和磁化长度进行了分析设计并选择了电机的极数与极弧系数。其次,对电机定子绕组进行了优化设计。定子线宽对电机性能有着重要影响,该种电机由于没有齿槽,定子绕组直接面向气隙磁场,会在绕组中产生涡流损耗。本文综合定子绕组涡流损耗,定子电流,铜耗以及目前印制电路板的工艺能力等因素优化设计了PCB定子线宽,不仅减小了绕组涡流损耗,也同时能够满足导通大电流的要求,而且定子铜耗也较小。在优化了线宽之后又对定子绕组端部进行了分析设计,设计了一种应用于PCB定子电机的改进型绕组,并与传统的PCB定子绕组进行了对比分析。从空载反电动势、输出功率、效率以及绕组损耗等方面分析了新式PCB绕组的特性和优点。最后,针对电机的空载和负载情况进行了仿真分析,仿真结果与理论分析的结果具有一致性。此外,本文基于设计与优化的结果制作了样机,以验证仿真分析的正确性,通过电机的空载实验与负载实验可以得到电机实验测试结果和仿真结果比较吻合,说明本文对PCB定子盘式电机的优化设计以及建立的三维有限元分析模型是合理可信的,本文所进行的探究也会对以后的研究者有一定的参考。