模块化外转子磁通切换电机(Modular Outer-Rotor Flux-Switching PermanentMagnet Motor,MOR-FSPM)同时综合了三类电机的优点:模块化电机、外转子电机、磁通切换电机。模块化结构能提高电机自感并降低电机互感,从而增强电机的容错能力。外转子结构可以省略减速齿轮和差速齿轮以提供额外的空间用于冷却系统和控制系统,使电机能应用于直接驱动场合。磁通切换电机具有正弦磁链、高转矩密度等特点。在要求高效、高可靠性的直接驱动领域,如电动车、风力发电、航空航天、船舶推进等,MOR-FSPM具有深远的研究意义和广阔的应用前景。本文对磁通切换电机、外转子磁通切换电机、模块化磁通切换电机的国内外发展及研究现状进行了综述,采用理论分析和有限元仿真相结合的方法对MOR-FSPM进行了研究。首先,本文介绍了MOR-FSPM的机械结构,尤其是定子组成部分;从发电机角度分析MOR-FSPM的运行原理;借助磁性齿轮原理,从电动机角度分析MOR-FSPM的运行原理,定义电机绕组极对数、转子极对数、绕组同步速,推导产生稳定转矩的有效谐波极对数。其次,确定MOR-FSPM主要尺寸的计算方案,根据MOR-FSPM的定子模块化结构特点,建立MOR-FSPM获得对称三相反电势时定子模块参数的约束关系;分析不同极槽配合对MOR-FSPM转矩特性的影响,建立不同配合时电机的有限元模型,对相关特性进行分析对比,并选择10极12槽MOR-FSPM拓扑进行主要参数优化。再次,相比于传统外转子磁通切换电机(Conditional Outer-Rotor Flux-Switching Permanent-Magnet Motor,COR-FSPM),MOR-FSPM磁路和结构有所变化。为了对MOR-FSPM性能做出合理评判,对比了MOR-FSPM与COR-FSPM的气隙磁密、齿槽转矩等基本性能。针对电机应用于电动汽车领域的关键性能,对比了MOR-FSPM与COR-FSPM的永磁体利用率、容错能力、弱磁扩速能力、电机损耗及其效率。最后,本文研究了两种转子两段斜极措施对MOR-FSPM齿槽转矩和转矩波动的削弱效果;推导了两种转子斜极方法对齿槽转矩、转矩波动、反电势的作用效果;采用二维和三维有限元验证并对比了两种方法的效果。