分块开关磁阻电机（switched reluctance machine，简称SRM）通过改变定、转子成分块结构，使其除具有普通SRM的控制灵活，耐高温等优点外，亦具有高速运行时风（油）阻小、低铁心损耗、高可靠性和高容错性等优点。因此，分块SRM在全电/多电飞机电力传动系统、起动/发电机双功能系统、电动车驱动系统以及新能源系统中具有潜在的应用前景。本文基于分块SRM的基本特性，从电磁设计、结构拓扑、性能仿真、位置信号故障诊断及容错控制、控制系统设计等角度开展研究。首先建立了12/8结构整距绕组分块转子SRM的二维和三维有限元模型，仿真分析电机的静态磁密分布，计算并实测了电机的相电感；基于整距绕组分块转子SRM不同位置时的电磁特性，确定了定、转子极弧系数选取的原则；将绕组电流波形等效于方波，推导了整距绕组分块转子SRM的主体尺寸计算公式；分析了绕组匝数的选取规则；并通过二维场路耦合有限元仿真验证了电机的性能。基于本文提出的方法设计了一台12/8结构的整距绕组分块转子SRM实验样机，并实验验证了本设计方法的有效性。针对单极性励磁时四相8/6结构整距绕组分块转子SRM定子磁通冲突的问题，提出采用定子分块和双极性励磁两种方案，并通过场路耦合法建立了两种方案下四相8/6结构整距绕组分块转子SRM的有限元瞬态模型，对比研究了两种电机的电流、铜耗、铁心磁密波形、铁心损耗等电磁特性。结果表明，采用双极性励磁方案，不但可克服定子磁通冲突，亦较采用定子分块方案时具有低的铁心损耗。在总结国内外现有结构的分块SRM工作原理和磁路特点的基础上，首次提出了环状绕组分块转子SRM、集中绕组分块转子SRM、C形分块定子SRM、E形分块定子SRM和混合气隙分块定子SRM等五种新型结构的分块SRM，结合结构示意图和磁路图对其基本工作原理分别进行分析，并根据结构特点和电磁特性分析了各种新型结构分块SRM的优缺点。通过三维有限元模型仿真了E形分块定子SRM的各定子线圈互感，结果表明E形分块定子SRM各线圈间的互感非常小，各定子块间磁路隔离。将各个独立的定子块作为单元，推导了E形分块定子SRM主体尺寸的计算公式，探析并建立了绕组匝数及其他主要尺寸的选取规则，完成了E形分块转子SRM的电磁计算，并通过磁路和电路的耦合计算对E形分块定子SRM的稳态性能进行了仿真分析，仿真结果验证了E形分块定子SRM电磁设计方法的有效性。在介绍分块SRM位置传感器安装的基础上，采用注入脉冲法测定位置传感器的位置偏差，实现电机的自起动。通过对分块SRM位置信号故障的分析，提出通过检测各相位置信号双边沿的触发顺序以及相邻触发边沿之间的角度差实现位置信号故障检测。该方法可统一诊断位置信号高、低电平故障。基于位置信号共享的原理，利用非故障位置信号对电机换相逻辑进行重构，实现传感器故障下的容错控制；且当故障位置信号恢复正常后，可平稳切入运行，提高了系统的可靠性。完成了分块SRM数字控制系统的研制，设计了两种不同结构的转速闭环控制程序。程序1根据转速优化开通角和关断角，采用实时调节电流斩波限的转速闭环控制策略；程序结构2采用实时调节开通角，优化关断角的转速闭环控制策略。最后讨论了两种程序结构的特点并通过实验验证。