随着电子技术、新兴电力电子器件和高性能永磁材料技术和工艺的发展,已将直流电动机的励磁部分用永磁材料替代,产生了永磁无刷直流电动机。由于这种直流电动机的体积小,结构简单,效率高、无转子损耗,所以目前已在中小功率范围内得到广泛的应用。本文首先分析了永磁无刷直流电动机系统的运行规律,详细讨论了在单流、换流模式的情况下,六个运行区间上的拓扑电路及其等效电路方程;其次,利用场路耦合时步有限元法,对一台500W 八极永磁无刷直流电动机的瞬态电磁场进行了计算和仿真分析,并研究了无刷直流电机的一些重要参数的计算方法,同时,研究和仿真分析了永磁无刷直流电动机负载工作情况下,不同磁钢尺寸对电机反电动势、磁链以及定位转矩的影响;然后,本文从永磁无刷直流电动机系统的运行原理出发,建立了永磁无刷直流电动机的数学模型并且基于MATLAB/SIMULINK 构造了永磁无刷直流电动机整个系统的模型,进而对永磁无刷直流电动机负载工作情况下,相绕组的电流和电磁转矩随时间变化的曲线规律进行仿真分析;最后,将MATLAB/SIMULINK 仿真得到的结果与利用场路耦合时步有限元法仿真得到的结果进行了对比,验证了该模型的正确性,得出了一些有益结论,为进一步研究永磁无刷直流电动机奠定了理论基础。