非晶合金轴向磁通电机具有结构紧凑、高功率密度及高效率等优点,并且随着全球气候变暖和能源危机等问题日益严重,使得近几年对非晶合金轴向磁通电机的研究越来越多。而且由于非晶合金高频低铁耗特性近年来得到了诸多关注和应用,在取代硅钢片做定子铁心应用于轴向磁通电机中取得良好效果。但是因为非晶合金硬度高、既薄且脆、不易于切割加工,且二次加工对其电磁性能的影响较大,因此在应用于电机制造过程中需特殊考虑其制造工艺性。首先,针对非晶合金材料对机械应力的敏感性,本文对基于非晶合金材料的轴向磁通混合励磁电机的结构进行了设计分析,对比分析了Kaman和Torus两种不同拓扑结构的混合励磁轴向磁通电机结构,主要考虑了磁路结构、定子固定结构、冷却系统及转子磁极结构,并主要对定子铁心、定子固定结构件和转子的机械强度进行了分析计算,验证了本文所设计结构的可靠性。其次,利用有限元法对本课题电机的转子动力学及模态振型进行了分析,分别对转轴的挠度、转子的模态振型进行了计算分析,然后利用转子坎贝尔图分析得到了转子的各阶临界转速并验证了电机转子在运行过程中的安全可靠性。再次,本文先通过对一台已有样机试验验证了温度场分析方法的正确性,之后针对非晶合金混合励磁轴向磁通电机的温度场和流体场进行耦合计算,获得电机整体温度分布、局部过热位置以及电机内部流体的流动状态,提出了一种在转子外表面设置离心式风叶提高机内空气湍流强度的转子温升抑制方法。基于计算流体力学方法,分析了不同风叶数量和长度对全封闭轴向磁通混合励磁电机空气摩擦损耗和转子温升的影响规律。最后,针对端盖水冷全封闭式轴向磁通混合励磁电机,提出了一种在转子转轴处安装风叶与转子支架上开设通风孔相配合提高机内空气湍流强度的转子温升抑制方法。基于计算流体力学方法,对比分析了转子支架开孔、转子支架开孔配合转轴风叶与常规转子不开孔三种结构下转子的散热效果。在此基础上,计算了通风孔数量以及通风孔外径大小对全封闭轴向磁通混合励磁电机空气摩擦损耗和转子温升的影响规律。