In dit werk wordt het elektromagnetisch en thermisch ontwerp bestudeerd van permanentemagneetbekrachtigde machines met axiale flux. Hiervoor werden efficiënte en snelle analytische elektromagnetische modellen ontwikkeld om de performantie van de machine te optimaliseren voor elke snelheid en elk vermogen. De modellen berekenen verschillende grootheden zoals klemspanningen, koppels, en verliezen. Door verschillende analytische en eindige-elementenmodellen te vergelijken, wordt duidelijk dat het “subdomeinmodel” het enige analytisch model is dat de koppelrimpel en het kleefkoppel nauwkeurig kan berekenen. Bovendien wordt een nieuw model voorgesteld door het combineren van een analytische oplossing van de vergelijkingen van Maxwell en een magnetisch equivalent netwerk. Dit model kan de ijzerverliezen en de klemspanning nauwkeurig berekenen. Daarnaast wordt een netwerkmodel ontwikkeld om de verliezen in de permanente magneten te berekenen. Naast elektromagnetische modellen worden ook thermische modellen opgebouwd. Met een thermisch netwerkmodel wordt de lokale temperatuur op verschillende locaties in de machine berekend. Een nieuw concept van koeling wordt met dit model bestudeerd: met radiaal naar binnen gerichte vinnen wordt een nieuw pad aangeboden om de warmte te evacueren. Als validatie werd een 4 kW prototype gebouwd in het Labo voor Elektrische Energietechniek. De experimenten tonen aan dat het elektromagnetisch en thermisch model accuraat zijn.