传统需要低速大转矩的工业场合,运用机械齿轮降低电机转速,实现低速运行,但机械齿轮的使用会降低系统的可靠性和能量转换效率。为了解决这个问题,直接驱动技术应运而生并快速发展。直驱系统通常要求电机本身具有低速大转矩的运行特性,然而传统永磁电机的转矩密度有限,已逐渐不能满足直驱系统越来越高的转矩要求。磁场调制电机是在永磁电机的基础上引入了磁场调制原理,从而可以有效提升转矩密度,但目前研究较多的定子永磁型磁场调制电机,其绕组和永磁体争夺有限定子空间,导致转矩密度难以继续提高。本文巧妙的对定子永磁型磁场调制电机进行了定子分割,设计出绕组和永磁体分别位于外定子和内定子上的分割式定子永磁型磁场调制电机,有效解决了绕组和永磁体的空间冲突问题。本文的研究内容概括为以下几个方面:1.研究了定子永磁型和分割式定子永磁型磁场调制电机的结构特点,分析比较了二者相似与不同之处。基于永磁调制磁场的磁密和绕组磁动势,理论研究了定子永磁型磁场调制电机的工作原理,考虑了气隙分为两层时的不同气隙磁密分量,分析并验证了分割式定子永磁型磁场调制电机的工作原理。2.基于电机的设计目标,确定了分割式定子永磁型磁场调制电机的外定子外径,电枢长度,调制比和绕组连接方式,重点研究了调制比对电机结构和性能的影响,完成了调制比的最优设计。以最大转矩为目标,优化电机的各项参数,设计出了有最佳转矩性能并可有效降低永磁体退磁风险的分割式定子永磁型磁场调制电机。3.对比研究了分割式定子永磁型磁场调制电机、定子永磁型磁场调制电机和传统永磁电机的电磁性能,突出了分割式定子永磁型磁场调制电机的性能优势,同时基于内外定子的错开角,理论分析了分割式定子永磁型磁场调制电机的转矩脉动减小方法。4.制定了样机的加工方案并进行样机加工,研究了转子多种固定方式的可行性,搭建实验平台并进行实验测试,最终验证了本文仿真和理论分析的正确性。