开关磁通永磁电机是具有独特双凸极结构的新型特种电机,这种双凸极结构和固定的极槽数配合导致它本身的齿槽转矩较大,且电机在正常工作运行时会产生较大的转矩脉动,严重时会产生较大的振动和噪声问题,造成电机整体的效率降低。此外,传统的开关磁通永磁电机的U型定子铁心由硅钢片叠压而成,在相邻两个定子单元中嵌有一块完整长度的永磁体,因此相邻两块U型定子铁心之间没有连接部分,则定子铁心无法形成一个整体,导致工艺繁复,不利于电机的加工制造且电机的机械强度较低。本文首先分析了开关磁通永磁电机的基本理论,然后在传统的12槽10极结构的开关磁通永磁电机的基础上引入磁桥,提出了一种新型开关磁通永磁电机,根据磁桥位置的不同该新型开关磁通永磁电机包括三种结构;并结合理论分析方法对一台容量为500W的新型开关磁通永磁电机进行电磁设计,包括电机各主要组成部分的尺寸、气隙长度、永磁体的材料及排布方式和绕组的选择等;然后利用ANSYS仿真软件对三种结构的新型开关磁通永磁电机进行有限元仿真计算,得到电机在静磁场下的磁力线分布图和径向气隙磁密曲线,通过空载特性分析得到空载磁链、空载反电势及齿槽转矩波形等,负载特性分析得到电磁转矩波形等,并对这三种新型结构电机的有限元仿真结果进行了比较分析,结果表明磁桥位于永磁体槽中部的电机的电磁性能比较优越。进一步,为了使该新结构电机的电磁性能达到最优,在分析结构参数对其性能影响的基础上对电机进行优化设计,包括气隙长度、磁桥厚度、转子齿高、转子齿宽等。本文提出采用转子斜齿的优化设计方案,对电机采用直齿与斜齿两种结构进行有限元分析,结果表明斜齿结构下的电机反电势谐波含量更低,波形更接近正弦波,电机的转矩波动比较小。在经过优化设计的开关磁通永磁电机的基础上提出一种新型混合励磁开关磁通永磁电机,根据励磁绕组所处的不同位置该新型电机包括三种结构形式。利用ANSYS对三种结构的新型电机进行调磁能力分析,结果表明励磁绕组位于永磁体外端的电机调磁能力较弱,励磁绕组位于永磁体内端与内外两端的电机调磁能力较强;有限元分析结果表明第三种结构电机的反电势波形正弦性更好,且其转矩的平稳性更高。此外,对第二种结构电机和第三种结构电机进行功角特性分析,相同条件下第二种结构电机过载能力更好,性能更优;基于电机的损耗理论对电机进行效率分析,结合传统计算和仿真结果,表明第二种结构电机的效率更高。论文提出的新结构电机和分析结论为该类电机的设计与应用提供了技术参考。该论文有图60幅,表14个,参考文献71篇。