近年来,随着直接驱动技术的发展,永磁电机的使用日益广泛,在传统工业和新能源领域中起着重要的作用。永磁电机具有高功率密度、高功率因数等优点,但一般容错性能较差。当发生故障时,不可避免的会造成经济损失,甚至会对人身安全造成威胁。本文基于磁通调制原理和采用分数槽集中绕组以及多相设计等结构,对具有低速大转矩和强容错性的高功率密度永磁游标电机进行了研究。本文首先阐述了永磁游标电机的工作原理-磁通调制原理,并阐述了电枢极对数、定子调磁齿数与转子极对数之间的匹配关系,提出了五相转子双边型永磁游标容错型电机,运用轮毂式电机的功率尺寸方程,根据设计要求,计算出电机的初步设计参数,并通过单层分数槽集中绕组和容错齿等设计实现电机本体的容错性能,运用有限元法对该电机进行了正常和故障状态下的仿真,验证了电机设计的合理性和可靠性。五相转子双边型永磁游标容错型电机的内定子和外定子的调磁齿周向宽度的百分比、调磁齿的径向高度和永磁体的高度等对电机影响性能较大的参数进行了优化,此外还提出了定子齿偏心的设计,运用有限元法对优化后的电机进行了仿真分析,其结果验证了优化的有效性。电机发生开路和短路故障后的容错控制策略进行了研究,分析对比了基于综合矢量法和功率不变原则的控制策略在电机绕组开路故障下的容错控制性能。提出了一相绕组短路电流控制策略,详细计算了单相短路故障条件下的电流,通过搭建Simplorer外电路与Maxwell联合仿真,对电流控制策略进行验证,验证了提出方法的有效性。