混合励磁电机（Hybrid Excitation Synchronous Machine,HESM）由电励磁电机和永磁电机结合而成,有两种励磁源,具有磁场可调、转矩密度高、效率高等特点,在新能源汽车、风力发电和航空航天等领域具有广泛的应用前景。由于HESM电机拓扑结构以及励磁调节方式复杂,其电磁特性和控制方法不同于常规永磁电机,本文重点对HESM的电磁特性、温升和协调控制技术进行探索研究。主要研究内容包括以下方面:首先,本文针对分析HESM电机电磁特性时,三维有限元计算量大,解析法难以考虑材料非线性饱和的问题,建立了三维等效磁网络模型。该模型考虑了模块化定子齿和转子极靴不均匀饱和,磁极间、磁极端部和定子槽内漏磁的影响,能够快速预测电机的电磁特性;并根据转动时定转子的相对位置,建立了相应的气隙磁导模型,以进行动态分析。基于该等效磁网络模型,计算了HESM电机的气隙磁密、磁链、反电动势和转矩。将模型计算结果与有限元、实验结果进行比较,验证了其有效性,为其它具有三维磁通路径特征的HESM电机提供一种快速且有效的初期设计方法。其次,根据HESM电机的结构和传、散热特征,计算了电机的损耗和热参数,建立了其等效热网络模型。在模型中,确定了与外部空气和内部空气接触的各表面的散热系数;同时对绕组进行等效处理,给出两套绕组导热系数的等效计算公式。基于该等效热网络模型,计算了HESM电机的稳态温升情况,并与三维温度场计算结果进行对比,验证了该模型的有效性。为其它具有相似冷却条件的HESM电机设计提供一种快速的温升计算方法。最后,根据此前对HESM电机运行特性的分析和电磁特性的计算,建立了电机的数学模型。基于该数学模型,构建了HESM电机的仿真模型,并阐述了其搭建过程和各模块的作用,在Simulink软件中,建立了效率最优控制系统仿真模型。研究了电枢电流和励磁电流的协调控制,推导出了效率最优控制策略的电流分配方法。利用仿真模型,分析了采用该控制策略时HESM电机的运行性能,并与id=0控制策略进行对比,证明了效率最优控制策略的优越性。