随着转杯纺纱技术的发展,一种新型转杯驱动系统被提出来,该驱动系统具有低能耗,低摩擦损耗和噪声以及高集成度等优点,在该系统中,核心部分是驱动电机,本文设计了一种可用于该新型转杯驱动系统的外转子无槽高速永磁无刷直流电机,并在此基础上对该电机展开相关研究。首先,本文根据电机工作环境和参数要求,确定电机总体设计方案,对电机本体结构和电磁性能进行设计。在设计过程中,研究了主要尺寸、电磁负荷的选择、气隙长度、磁极形式、定子和转子结构设计、导线选择等关键问题。又从电磁负荷配比对电机损耗和温升影响的角度,对电磁设计方案进行了优化,最终给出了电机设计方案。再次,本文利用有限元分析法对电机设计方案进行了电磁分析,介绍了仿真软件Ansys Maxwell2D的解析基础,利用该软件对电机进行建模,在此模型基础上对电机空载、负载、静态、瞬态等工况进行了仿真,得出有关电机性能参数的结果,验证了设计方案的可行性。通过能量法,推导出直线部分导体电感的解析表达式,用Matlab对该结果进行谐波分析,并研究电枢绕组电感值与电机结构尺寸之间的关系。通过Miller经验公式对绕组端部漏感进行解析计算,并将结果与有限元分析结果对比,验证解析方法的适应性。最后,对外转子无槽高速永磁无刷直流电机进行了数学建模和混沌模型的转换,以此模型为基础,对该电机进行了混沌特性分析,利用Matlab仿真发现混沌现象的存在,然后设计了状态反馈控制器,对混沌状态进行控制,使电机的运行性能更加平稳。