随着直驱技术在农业装备驱动领域受到越来越多的关注,具有低速大转矩能力的高性能电机成为国内外学者关注的焦点。传统的永磁游标电机分为定子型和转子型永磁游标电机。定子型永磁游标电机具有永磁体利用率不高的缺点,转子型永磁游标电机具有发热导致永磁体发生不可逆退磁的缺点。为改善原有永磁游标电机的问题,本文提出三相高转矩密度混合磁材料定转子双永磁游标电机,该电机在定子以及转子上均表嵌有永磁体,且采用混合磁材料,不仅充分利用电机内部的空间结构,而且提升永磁体利用率以及降低永磁体发生不可逆退磁的风险。本文的研究内容概括为以下几点:1.分析阐述磁场调制型磁齿轮的结构特点以及工作原理,并对永磁游标电机工作原理以及结构特点作出叙述。通过对气隙磁导进行数学解析分析磁场调制原理,最后通过对永磁游标电机模型的仿真结果对磁场调制原理进行说明。2.对电机基本模型的重要参数选择做出阐述,包括电机绕组类型、槽数选择、绕组极数以及调制齿数的确定。3.提出新型高转矩密度永磁游标电机。在不影响调制效应的基础之上,该电机在定子以及转子部分均表嵌有永磁体,定子以及转子部分的虚齿均参与调制效应。定子和转子部分的永磁体产生的磁场均经过调制齿调制。表嵌入定子部分的永磁体利用Halbach阵列的聚磁特性,该永磁体阵列能够减少漏磁以提高永磁体利用率,并且提出在Halbach聚磁阵列的底部引入磁障。4.基于基本模型的研究,提出外定子高转矩密度永磁游标电机,电机采用单层分数槽集中绕组。对电机优化过程作出详细介绍,对永磁体充磁方向的确定、混合磁材料组合类型、永磁体厚度和槽口宽度等进行优化说明。5.利用软件Maxwell和Simplorer对所设计样机模型进行联合仿真分析,联合仿真分析相比于Maxwell的仿真结果更贴合实际,利用联合仿真的结果对电机性能做出初步验证。6.完成设计方案,制造样机。搭建数字化实验平台,利用实验室现有设备对电机主要性能进行测试,通过实验结果验证理论仿真结果。