复合励磁轴向磁通电机是一种新型磁通可调式轴向磁通电机。此类电机同时具有混合励磁电机与轴向磁场磁通电机的优点,在恒压发电和恒功率宽范围调速驱动等工业领域具有广阔的应用前景。首先,本文以复合励磁轴向磁通电机为研究对象,提出了具有高效率、高转矩密度和宽恒功率运行范围的新型复合励磁轴向磁通电机拓扑结构和非晶合金铁心拓扑结构,并利用有限元软件建立电机三维模型分析其工作机理。通过不同励磁电流下电机三维磁场仿真,分析不同励磁电流下复合励磁轴向磁通电机的调磁特性。分析了不同铁磁极轴向长度及不同铁磁极极弧系数下空载反电动势的变化,参考磁阻电机及轴向磁通电机的设计方案,给出了复合励磁轴向磁通电机的初始参数。其次,针对并励式的轴向磁通电机拓扑结构建立瞬态非线性三维等效磁路模型,等效磁路模型能够考虑磁场沿径向的变化及齿顶处局部饱和现象。采用分割法建立瞬态气隙磁导以考虑磁场的瞬态变化,计算电机磁场分布及电磁特性,包括电机气隙磁密、磁链、空载感应电动势、绕组自感与互感、调磁特性等。本文建立的等效磁路模型采用Matlab软件进行编程计算。再次,借助建立的非线性等效磁路模型,分离计算了不同区域复合励磁轴向磁通电机电枢绕组电感,计算分析了不同励磁电流下电枢绕组与电励磁绕组电感随转子位置的变化关系,分析了复合励磁非晶合金轴向磁通电机电感受定子铁心及铁磁极饱和的影响。最后,借助有限元仿真软件Ansoft Maxwell,将等效磁路解析值与有限元结果相对比验证了提出的等效磁路模型的正确性。由于复合励磁非晶合金轴向磁通电机尚未生产样机,在此以一台7kW非晶轴向磁通电机为例,进行空载感应电动势实验与电感测试实验,将解析计算结果与实验数据对比吻合较好,验证了永磁区域等效磁路模型的正确性。