永磁無刷直流電機的設計原理和方法與普通無刷直流電機基本相同，分為磁路設計和電路設計。磁路設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；電路設計是在電機總體方案和磁路設計的基礎上對繞組參數進行設計計算，同時校核電機的各項指標要求。‘由于永磁無刷直流電機是永磁體勵磁，因而與普通無刷直流電機相比,在計算中的參數選取、性能計算等許多方面存在差異。

電機設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出力，還可以改善電機的動態品質。因此，氣隙磁通密度（或氣隙中的磁通量）成為決定電機尺寸、影響電機性能的重要參數之一，在電機設計中準確計算它十分重要。

電機的設計最終通過磁路的計算進行。對磁懸浮飛輪用電機，電機的總氣隙磁通量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分別為電機主磁路的主磁導和永磁體的磁導；σeq為電機的等效漏磁系數，這一等效漏磁系數應反映徑向漏磁及軸向漏磁。

電機的最大磁通密度可以表示為

式中，τ、t分別為極距及導體有效長度；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，應是等效徑向磁通密度計算系數和等效軸向磁通密度計算系數的合成。

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