我国是世界上水资源极度匮乏的国家之一。反渗透海水淡化技术作为缓解水资源紧缺的有效途径,近年来受到越来越多的重视并得到快速的发展和应用。但是传统反渗透海水淡化系统组成元件数量较多且各元件均独立安装,从而限制了整个淡化系统工作效率的提高以及在空间狭小或电能短缺等场景和工况下的推广应用。针对上述反渗透海水淡化系统存在的集成度低、工作效率较低及所需安装空间大等问题,本文将淡化系统中多个元件进行有机融合,创新性地提出集加压功能、增压功能、能量回收功能及驱动功能于一体的多功能融合反渗透海水淡化变速活塞电机泵马达。对该电机泵马达主要特性及多参数多目标优化进行研究,揭示了电机泵马达关键参数对其主要特性的影响规律,有力支撑了该电机泵马达的研发及关键技术的研究。将淡化系统中高压柱塞泵、增压泵、能量回收装置及驱动电机进行有机融合,创新性地提出多功能融合反渗透海水淡化变速活塞电机泵马达。对多功能融合反渗透海水淡化变速活塞电机泵马达原理及结构进行分析。经过集成化设计的反渗透海水淡化系统大大降低了安装所需空间,进一步提升了整个系统工作效率。以反渗透海水淡化变速活塞电机泵马达内活塞泵马达为研究对象,开展了不同关键参数下活塞泵马达内不同浓度海水压力及流量特性的研究,揭示了不同活塞泵马达运行参数及结构参数对其压力及流量特性的影响规律。对活塞泵马达内不同摩擦副处不同浓度海水的复杂泄漏特性及掺混特性进行了理论分析,构建了不同浓度海水泄漏及掺混的数学模型,对活塞泵马达关键参数对配流副处不同浓度海水泄漏特性及掺混特性的影响规律进行了详细的数值分析。基于计算流体动力学、电磁学及传热学等理论,综合运用电磁场分析模型、流体流动模型及流固耦合热传导模型,构建了电磁场、流场、温度场等多场耦合模型。对电机泵马达工作过程中主要发热部件进行分析,构建了各发热部件损耗数学模型。同时基于多场耦合模型开展了电机泵马达自冷却特性的研究分析,揭示了不同自冷却流道关键结构参数对电机泵马达自冷却特性的影响规律,为提高电机泵马达自冷却特性提供了有效优化途径。基于正交试验、BP神经网络及遗传算法对电机泵马达进行了多参数多目标优化。选定缸体转速、原海水入口压力、液膜厚度、减振槽宽度、减振槽包角及减振槽深度6个关键参数及原海水腔压力脉动率、原海水出口流量脉动率及原海水配流窗内海水平均浓度3个特性指标进行多参数多目标优化。确定了各参数对电机泵马达综合特性指标的影响权重,并得到了电机泵马达多目标综合最优前提下全局范围内最优参数组合。加工制造反渗透海水淡化变速活塞电机泵马达样机,并就不同转速下该电机泵马达特性开展了试验测试分析,从而得到不同转速下电机泵马达特性的变化规律,验证电机泵马达结构的可行性及合理性。为该新型反渗透海水淡化变速活塞电机泵马达的研发和关键技术的研究奠定了坚实的基础,同时提供了电机泵马达主要特性数据。本文研究结果对于进一步拓展反渗透海水淡化系统集成化设计理论,丰富集成化反渗透海水淡化动力元件特性的研究具有重要理论指导意义。对进一步降低反渗透海水淡化系统安装空间,提高反渗透海水淡化系统集成度和工作效率,同时提高我国反渗透海水淡化系统关键装备自主创新能力和装备升级具有重要工程实际意义。