چکیده: در این پایان نامه روشی کاملا تحلیلی برای مدل سازی دینامیکی-گذرایی و حالت دایمی ماشین های الکترواستاتیک سنکرون خازن متغیر (VCSEM) برای هر دو ساختار میدان شعاعی و میدان محوری ارائه شده است. بدین منظور، روشی مبتنی بر محاسبه عناصر ماتریس کاپاسیتانس از طریق محاسبه توزیع نیروی محرکه الکتریکی در فاصله بین الکترودهای استاتور و روتور و در نتیجه آن به دست آوردن بار الکتریکی القا شده معادل روی الکترودهای استاتور و تحریک ارائه شده است. با استفاده از معادلات دیفرانسیل سیستم و روش های متداول مدل سازی ماشین های الکتریکی سنکرون، مدارهای معادل دینامیکی و حالت دایمی ماشین به دست آمده است. کارایی مدل تحلیلی ارائه شده، از طریق انجام شبیه سازی ترکیبی و همچنین ساخت و آزمایش نمونه عملی به خوبی تایید شده است. بدین منظور، یک نمونه ماشین سه فاز میدان محوری چند طبقه با هدف بالا بردن تعداد قطب ها و ایجاد امکان افزایش توان/گشتاور معرفی شده و ساختاری بهینه با استفاده از روش های بهینه سازی عددی برای این ماشین به دست آمده است. فرآیند شبیه سازی، از طریق روش های تحلیل اجزاء محدود (FEM) انجام گرفته است. نمونه عملی ماشین با استفاده از فناوری ساخت بردهای مدار چاپی (PCB) طراحی و ساخته شده و برخی آزمایشات ممکن، روی آن انجام گرفته است. نتایج به دست آمده، حاکی از وجود دوگانی های جذابی در ساختار ماشین های الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی است. همچنین پاسخ الکتریکی ماشین های الکترواستاتیک سریع بوده و به علت وجود جریان الکتریکی ناچیز، بازده الکتریکی آنها بسیار بالاست و عمده تلفات این ماشین ها را تلفات مکانیکی تشکیل می دهند.