永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計原理和方法與普通無刷直流電機(jī)基本相同，分為磁路設(shè)計和電路設(shè)計。磁路設(shè)計是要求出永磁體的尺寸、外磁路特性，并由永磁體工作圖求出工作點的氣隙磁通密度和磁通量；電路設(shè)計是在電機(jī)總體方案和磁路設(shè)計的基礎(chǔ)上對繞組參數(shù)進(jìn)行設(shè)計計算，同時校核電機(jī)的各項指標(biāo)要求?！捎谟来艧o刷直流電機(jī)是永磁體勵磁，因而與普通無刷直流電機(jī)相比,在計算中的參數(shù)選取、性能計算等許多方面存在差異。

電機(jī)設(shè)計的思想是要獲得大的氣隙磁通密度Bδ（或氣隙中的磁通量Φδ），這樣不僅可以提高電機(jī)出力，還可以改善電機(jī)的動態(tài)品質(zhì)。因此，氣隙磁通密度（或氣隙中的磁通量）成為決定電機(jī)尺寸、影響電機(jī)性能的重要參數(shù)之一，在電機(jī)設(shè)計中準(zhǔn)確計算它十分重要。

電機(jī)的設(shè)計最終通過磁路的計算進(jìn)行。對磁懸浮飛輪用電機(jī)，電機(jī)的總氣隙磁通量Φδ可通過下式求得

式中，Br為永磁體剩余磁通密度；Sm為永磁體供磁面積；Aδ、Ab分別為電機(jī)主磁路的主磁導(dǎo)和永磁體的磁導(dǎo)；σeq為電機(jī)的等效漏磁系數(shù)，這一等效漏磁系數(shù)應(yīng)反映徑向漏磁及軸向漏磁。

電機(jī)的最大磁通密度可以表示為

式中，τ、t分別為極距及導(dǎo)體有效長度；Bδav為等效氣隙磁通密度的平均值；αeq為等效氣隙磁通密度計算系數(shù)，應(yīng)是等效徑向磁通密度計算系數(shù)和等效軸向磁通密度計算系數(shù)的合成。

由以上兩式可以看出，計算電機(jī)的氣隙磁通密度Bδ和氣隙中的磁通量Φδ的關(guān)鍵在于計算等效漏磁系數(shù)σeq和等效氣隙磁通密度計算系數(shù)α eq因此兩者的準(zhǔn)確計算直接關(guān)系著磁懸浮飛輪用電機(jī)的設(shè)計精確性。