近年来,永磁耦合器在风力发电、直线电动机、磁轴承等多个领域应用越来越广泛。与机械驱动相比,永磁耦合器有密封可靠、主从动件无接触、过载保护等优点。随着永磁材料发展,一些研究人员将重点放在对永磁体的排列方式和充磁方向的研究。本文首先对永磁耦合器的驱动原理和结构原理进行分类,分别介绍了同步式、涡流式、磁滞式耦合器的结构特点,分析了圆筒型和圆盘型在传动过程中各自的优缺点。筒型永磁耦合器在工作时,结构紧凑,永磁体利用率高,没有轴向力的影响;介绍了交错阵列充磁条形永磁体的基本原理,并分析了这种充磁排列结构的优势,为永磁耦合器的磁路排列方式提供理论基础。其次,对传统充磁和交错阵列充磁方式进行对比,得到交错阵列充磁具有气隙侧单边增强效应,从而提高永磁耦合器的传递效率;将交错阵列充磁结构的永磁体应用到圆筒型永磁耦合器中,并对永磁耦合器的结构进行设计;对磁耦合器的各个部件材料进行选取,最终设计出一款结构紧凑、磁体利用率高的交错阵列嵌入式永磁耦合器。然后,对永磁耦合器进行磁场仿真分析,通过Maxwell软件分别建立传统充磁结构和交错阵列充磁结构磁耦合器的二维模型;计算永磁体的长度、极数和磁体间隙所传递的转矩值,分析不同参数变化对最大转矩的影响规律;分别计算传统径向和交错阵列充磁结构下传递的转矩值,并分析不同角度下磁耦合器所传递转矩值的变化。最后,设计并搭建永磁耦合器扭矩测试实验平台,对传统排列和交错阵列耦合器分别进行最大转矩测试;对交错阵列充磁气隙为0.7mm、1.1mm、1.5mm分别进行最大转矩测试;对交错阵列不同充磁方向下不同角度的转矩进行测试;将实验测试的结果与仿真结果进行对比,实验曲线与仿真曲线在误差范围之内,从而验证了仿真分析软件的准确性,为永磁耦合器的设计提供了一定的借鉴意义。