随着对电机调速范围及综合效率要求的不断提高,传统永磁同步电机因其永磁磁通不可改变导致高速工况效率不高的缺点日益凸显。近年来,变磁通电机凭借宽调速范围、高综合效率的优点受到广泛关注。然而,由于单一永磁体变磁通电机转矩密度较低,与传统永磁同步电机存在较大差距,研究人员开始研究转矩输出能力更高的混合永磁体变磁通电机。但目前混合永磁体变磁通电机仍存在充磁、退磁电流过大和多次充退磁工况仿真不准确的问题,制约了混合永磁体变磁通电机进一步研究及推广应用。此外,混合永磁体变磁通电机在抑制短路电流方面的优势尚未被详细分析及充分挖掘。因此,本文针对混合永磁体变磁通电机设计与优化方法、多次充退磁工况仿真方法以及短路特性等方面进行了深入研究。首先本文总结概述了变磁通电机的基本概念及工作原理,考虑混合永磁体的耦合效应,阐明串联型和并联型混合永磁体变磁通电机的调磁原理,并分析比较三种类型变磁通电机的主要性能;针对电动汽车驱动电机设计需求,设计了一台串联型混合永磁体变磁通电机,并基于充分利用永磁体耦合效应的思路对其进行优化以降低充磁、退磁电流,最终得到最优设计方案;基于最优方案,计算电机效率图并分析高效率区域分布特点,对比其与传统永磁电机在电动汽车WLTC循环工况下电机损耗,论证混合永磁体变磁通电机具有更高的综合效率。制造一台串联型混合永磁体变磁通电机样机,并对其充退磁性能、调磁性能进行实验验证。然后针对混合永磁体变磁通电机多次充退磁工况仿真不准确的问题,本文对瞬态有限元分析中非线性永磁体实时磁滞模型进行开发,概述永磁体实时磁滞模型的实现原理及功能,详细分析平行四边形永磁体实时磁滞模型实现方法及准确度,之后提出非线性永磁体实时磁滞模型,通过仿真验证了该模型的有效性,结果表明该模型大大提高了仿真计算的准确度。最后本文推导永磁电机匝间短路与三相短路故障电流表达式,探究短路电流的影响因素及抑制方法,并基于以上分析结果进一步研究混合永磁体变磁通电机短路特性,对混合永磁体变磁通电机匝间短路和三相短路进行仿真,详细分析了短路过程中低矫顽力永磁体工作点的变化,仿真结果表明低矫顽力永磁体磁化状态降低导致永磁磁通减小,从而减小短路电流,证明变磁通电机因其永磁磁通可变的特性在抑制短路电流方面具有优势。