可变磁通记忆电机(Variable Flux Memory Machine,VFMM)被认为是一种真正意义上的可调磁通永磁电机。该类电机通过定子绕组或者附加线圈施加瞬时的充、去磁电流脉冲来改变记忆低矫顽力永磁材料的磁化状态,从而灵活调节气隙磁场,并几乎没有电励磁损耗。VFMM作为一种新概念的永磁电机,在电动汽车、风力发电及家用电器等领域具有广阔的应用前景。本文在全面分析VFMM国内外研究现状的基础上,针对现有结构存在的不足之处,成功地将VFMM与磁通切换(Switched Flux,SF)原理相结合,提出了全新拓扑结构的磁通切换型可变磁通记忆电机(SF-VFMM)。该电机既继承了记忆电机高效调磁和调速范围宽的特点,同时又能够实现感应电动势正弦,可以采用经典的矢量控制。本文以SF-VFMM为研究对象,对其拓扑结构、电磁特性、调磁机理、设计方法、数学模型、控制策略和实验测试等进行了全面深入的研究。论文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)系统地介绍课题的研究背景和意义,总结现有各类可调磁通永磁电机的结构形式和控制方法,分析目前国内外VFMM的研究现状,指出现有VFMM研究存在问题。(2)提出新型SF-VFMM,给出几种典型的拓扑,分析其结构特点与运行原理,采用有限元法研究分析和比较不同结构的电磁特性,探寻性能最优的拓扑结构。(3)基于近似分段线性模型和Frolich磁滞模型,并与有限元法结合对SF-VFMM的调磁机理进行研究。对混合永磁结构中低矫顽力永磁负载运行时的去磁现象进行分析,给出有效避免该种去磁的设计原则。(4)基于磁路解析方法,推导SF-VFMM关键电磁参数的解析表达式,揭示电机各电磁参数之间存在的制约关系,给出混合永磁磁路结构设计原则,总结归纳一套适于SF-VFMM的通用电磁设计方法。(5)提出调磁绕组的"功能切换"概念,据此提出"混合励磁"和"直流-交流切换" SF-VFMM。分析混合励磁运行对电机电磁性能的影响,探寻最优的直流励磁控制策略;探讨调磁绕组"直流·交流切换"的可行性,研究其对电机弱磁能力的影响。(5)建立SF-VFMM的非线性数学模型,基于MATLAB/Simulink进行电机及其控制系统的仿真研究。依据电机在不同磁化状态下运行特性的变化,提出一种分步调磁控制策略,并通过仿真和实验对所提出的控制策略进行验证。(6)制作SF-VFMM样机,搭建动静态性能测试和调磁控制实验系统。对样机主要电磁特性、空载以及负载调磁驱动控制进行了实验研究。本文工作为SF-VFMM的进一步深入研究与工程化奠定了一定的理论与技术基础。