当前,永磁材料的不断发展,为研究永磁同步电机,尤其是定子永磁型电机带来革命性的发展。一方面,能源危机和环境保护的问题,使人们对清洁能源的呼唤口趋激烈。另一方面,电机的可靠性问题也越来越引起人们的关注。磁通切换永磁(flux-switching permanent-magnet,FSPM)电机是一种新型定子永磁型电机,具有结构简单,功率密度大,效率高,而且更兼具转子结构简单、坚固以及永磁体易于散热等优点。本文提出一种容错式磁通切换(fault-tolerant-FSPM,FT-FSPM)电机的结构,该电机具有清洁、高效且可靠性较好的优点,能够较好地满足人们的需求。其结构是在保留FSPM电机高转矩性能的基础上,引入了容错齿结构,克服了传统FSPM电机相间独立性不太理想的缺点。同时采用五相电机结构,进一步提高了电机的容错性能,减小了转矩脉动,且使得容错控制方法更为灵活。这些都为FT-FSPM电机在航天航空、电动汽车、军事装备、矿井轧钢等对系统效率和连续运行有较高要求的领域的应用奠定了基础。　　 在电机本体设计上,所提出的五相10/19极FT-FSPM电机的定子齿由E形硅钢片导磁铁芯组成,永磁体内嵌于两E形硅钢片导磁铁芯之间。容错齿是其上没有电枢绕组的定子齿,起着电机相间物理隔离作用,同时实现了电机各相之间磁路的解耦,提高了电机的可靠性运行性能。　　 本文对FT-FSPM电机的静态性能进行了较为全面的分析,内容涉及该电机的基本结构、数学模型、静态特性、动态特性。同时,对电机及其驱动系统的常见故障情形,特别是电机发生一相缺相的故障情形,推导了相应的容错控制策略,最终提出了适合其特性的容错控制方案。该方法通过控制磁动势保持不变,考虑了电机电感较大,尤其故障条件下磁阻转矩的作用,从而得出了新的电流分配方案。同时,为印证这一方案的可行性,搭建了基于Simplorer和Maxwell瞬态场路耦合的联合仿真模型。仿真结果表明,与传统容错控制策略相比,该方法可以提高故障条件下电机的转矩性能,减小转矩脉动。　　 最后,设计并制造了试验样机,验证了理论分析的正确性。