横向磁通永磁电机(Transverse Flux Permanent Magnet Machine,TFPMM)因为实现了电机的齿槽解耦,转矩密度往往能达到传统电机的2~5倍。高转矩密度、高功率密度的特点让国内外专家学者对TFPMM进行了大量研究工作,并提出了多种新型TFPMM拓扑结构。本文针对一种新型外转子横向磁通永磁电机(External Rotor TFPMM,ERTFPMM)展开研究。首先,用Matlab的simulink模块搭建ERTFPMM的等效磁网络(Equivalent Magnetic Network,EMN)模型,用电磁类比法将磁路转化为电路。该方法将三维磁场简化为了二维磁场,在允许的精度条件下,有效缩短了电机设计初期的仿真时长,能够快速寻找电机电磁特性随尺寸的变化趋势。根据磁链最大原则,用结合响应面模型(Respose Surface Methodology,RSM)的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对初步确定的电机结构尺寸进行进一步精确优化,求得电机最优尺寸,并用有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)方法搭建三维模型对优化结果进行验证,完成电机的尺寸设计。齿槽转矩显著是所有永磁电机的通病,为了削弱ERTFPMM的齿槽转矩,对电机齿槽转矩波形进行了傅里叶分析,在此基础上将电机每相转子的一侧齿偏移某一角度从而使电机齿槽转矩得到有效削弱。在上述设计的基础上,运用ANSYS有限元仿真软件对四相TFPMM进行仿真分析,研究了电机单相、两相和四相结构在不同负载情况下的电磁特性。在完成了电机的设计后,研制了相应的样机,并且搭建了电机实验平台,在该平台上完成了电机发电状态下,包含空载、负载以及短路故障等情况的实验验证。