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作为新一代多电/全电飞机的核心部件，电力作动系统必须具备很强的安全可靠性和容错性。因此，设计一套具有容错功能的高效率、高功率密度的电机本体成为电力作动器的关键技术，是当前相关研究领域亟待解决的问题。具有模块化结构的永磁无刷电机，其各相磁路、电路均独立，且相间热隔离，具有较强的带故障运行能力。本文以电动作动器为工程背景，研究了模块化转子永磁式(MRPM)电机的相关理论，提出了一种新型结构的模块化定子永磁式电机--双凸极容错(DSFT)电机，研究了模块化永磁容错电机的运行机理，给出了结构参数的优化设计方法，建立了电压、转矩模型，提出了相应的容错控制策略，研制了1台MRPM试验样机，并进行了相关的仿真实验研究。
论文主要研究内容概略如下：
1.分析了模块化永磁容错电机的结构特征、性能特点和拓扑结构，研究了电机的容错机理；
2.建立了MRPM电机有限元模型，分析了电机在正常和故障运行状态下的磁场分布特征，给出了电机磁链、反电势和电感以及定位转矩等静态特性，研究了电机不同运行状态时的转矩和缺相故障时的不平衡电磁力；
3.研究了不同相数的MRPM电机槽极数适配比，推导了该类电机短路电流倍数与电机电磁参数的解析式，结合等效磁路和有限元，研究了比漏磁导与电机槽参数的简化关系式；
4.建立了MRPM电机功率尺寸方程，以最大转矩输出为优化目标，确定了电机的主要尺寸比，并对电机的极弧系数、定子槽等参数进行了优化设计。在此基础上，设计加工了一台0.5 kw的MRPM样机，进行实验验证；
5.为解决MRPM电机永磁体置于转子所带来的散热困难、转子故障率较高等问题，提出了永磁体置于定子的新型DSFT电机结构。分析了电机的结构特点和磁路特征，提出了一种改进型绕组连接方式，解决了单个绕组在一个周期内正负极磁路不对称，电机空载反电势较差等问题。对二种绕组连接方式的DSFT电机进行了有限元计算，比较分析了两者的静态特性。给出了DSFT电机的功率方程和基本参数设计方法，并对转子齿宽进行了优化设计；
6.建立了各相独立的模块化永磁容错电机数学模型，研究了正常和故障状态下的控制策略，提出了容错控制方法；利用电路、磁路瞬态联合仿真方法，研究了MRPM电机和DSFT电机多种运行状态下的容错。
7.比较分析了2台体积、功率完全相同的MRPM电机和DSFT电机的电磁性能，为模块化永磁容错电机在电力作动器系统的应用提供了参考数据。