چکیده: در فرآیند طراحی ماشین های الکتریکی تعداد مجهولات از معادلات در دسترس بیشتر می باشد. بنابراین مقدار برخی از پارامترها باید توسط طراح مشخص شود. به این پارامترها، پارامترهای اختیاری طراحی ماشین می گویند. تعداد پارامترهای اختیاری در هر مسئله طراحی ماشین متفاوت می باشد. در فرآیند طراحی ماشین های متداول مقدار ولتاژ و فرکانس تغذیه با توجه به شبکه در دسترس مشخص می باشد. اما ماشین های آهنربای دائم توسط سیستم درایو تغذیه می شود. بنابراین در فرآیند طراحی این نوع ماشین ها فرکانس و ولتاژ تغذیه نیز جزء پارامترهای اختیاری می باشد. نامشخص بودن مقدار پارامترهای اختیاری در ابتدای فرآیند طراحی می تواند منجر به سردرگمی طراحان ماشین شود. نحوه انتخاب پارامترهای اختیاری تاثیر بسزائی بر روی مشخصه های عملکردی ماشین دارد. از طرفی در مسائل طراحی ماشین معمولا دستیابی به حداکثر بازده، حداکثر چگالی توان، حداقل هارمونیک های ولتاژ القایی، حداقل ریپل گشتاور و ... جزء اهداف طراحی می باشد. بنابراین در این رساله بر اساس روش های تحلیلی الگوریتم طراحی دقیقی برای طراحی بهینه یک ماشین آهنربای دائم شار محوری بدون شیار پیشنهاد می شود. همچنین روش هایی برای انتخاب بهینه ولتاژ و فرکانس تغذیه، کاهش هارمونیک های ولتاژ القایی و ریپل گشتاور ماشین ارائه می شود. بر اساس الگوریتم طراحی پیشنهادی یک ماشین نمونه با توان kW 3/7 و سرعت rpm 1400 طراحی و ساخته می شود. به کمک شبیه سازی به روش اجزاء محدود و نتایج آزمایشگاهی صحت الگوریتم طراحی و موثر بودن روش های پیشنهادی در انتخاب بهینه ولتاژ و فرکانس تغذیه، کاهش هارمونیک های ولتاژ القایی و ریپل گشتاور ماشین مورد تائید قرار می گیرد.