与内陆地区风资源相比,我国海上的风资源总量比陆地多出20%-40%,同时还具有风速高、风速稳定、发电量大等优点。在全球风力发电正朝着海上大容量的发展趋势下,机组功率不断增大（≥10MW）,然而机组发电机输出端电压多数仍采用690V电压等级。此时机组通常采用多变流器并联的方式,以满足电流、功率不断增大的需求（并联台数≥5）。随之而来的机组变流器结构变的更加复杂、提高了装机和运营成本、降低系统功率密度,同时出现了因多变流器并联而导致的环流问题。本文针对现有大功率三相永磁风力发电机（≥10MW）机侧变流器中多功率器件并联而导致的功率器件一致性差,难以保持变流系统的均压、均流等问题,提出了一种模块组合式多绕组永磁风力发电机。针对模块组合式多三相永磁电机特殊结构,本文重点其结构、原理、数学模型、定子单元模块化拆分规则、功率方程、输出特性、容错运行控制等方面开展了研究工作;体现在以下几个点:（1）研究了模块化多绕组永磁电机设计方法。总结多组近极槽配合方案的特点、对比多种绕组结构形式,针对不同的运用场合,总结了电机模块数选取规则、绕组形式、绕组系数和极槽配合选取方法;首次提出以电机单元的形式来设计模块化多多绕组永磁电机的方法,借鉴传统永磁电机绕电负荷与气隙磁负荷,建立了模块化多绕组永磁电机单元的输出功率和定子外径的关系,在考虑绕组温升的前提下完成整个模块化多绕组永磁电机的设计。获得了20极24槽双模块电机、22极24槽双模块电机,22极24槽不对称六相电机等的初始尺寸和运行参数。（2）采用有限元软件对对比分析在槽/极数、空载反电势、齿槽转矩方面新型模块化电机与多相电机的区别,总结了模块化多绕组电机正常运行和模块化运行电磁性能。针对单相、两相、特殊极限等开路故障、绕组短路故障,采用绕组重构控制策略,在补偿故障磁动势损失的基础上推导了电流矢量的计算表达式,对比分析了采用容错控制策略前后模块化多绕组永磁电机的输出性能,探讨了模块化多绕组电机容错控制前后电机转矩出现大幅波动原因。（3）基于22极24槽双模块电机的单元电机电感仿真波形,总结了单元电机的三相绕组自感与互感变化规律与特点,理论分析三相绕组互感不一致的原因。在简化多单元电机的电感矩阵的基础上推导模块化多绕组永磁电机的数学模型。针对机侧变流器的电流谐波含量较高等问题,提出了一种非理想谐振控制器与比例积分调节器相结合的机侧变流器电流谐波抑制算法。（4）加工研制了一台100k W六模块实验样机,搭建了基于模块化多电平的发电-变流一体化系统平台,测试了发电机的空载、轻载输出特性、部分验证了本文研究的模块化多绕组永磁电机设计方法与电流谐波控制策略的正确性。