永磁同步电机因具有高效率、高功率密度的优势,成为电动汽车驱动电机的主流机种。但是该类电机因永磁磁场调节困难而存在调速范围受限、高速区效率偏低的问题。为解决上述问题,国内外学者提出一种永磁磁场可调的永磁同步电机——可调磁通电机（variable-flux machine,VFM）,该类电机具有扩速范围宽、高速区效率高等优势。本文提出了一种新型三段式串并联磁路V型可调磁通电机（three-segment series-parallel magnetic-circuit V-shape variable-flux machine,TSSPV-VFM）,解决了传统串联结构调磁范围小、并联结构输出转矩低的问题。本文围绕三段式串并联磁路V型可调磁通电机的关键问题开展研究,主要研究内容包括:首先,提出了三段式串并联磁路V型可调磁通电机拓扑结构,阐明其调磁扩速原理,并与典型可调磁通电机结构进行比较。建立电机高精度等效磁路模型,对施加不同充、去磁电流和不同结构参数下的气隙磁通进行研究,初步分析所提出电机的调磁能力。将所提出结构与典型串联和并联结构在电磁转矩、调磁性能和低矫顽力永磁体稳定性等方面进行对比,证明所提出结构综合了串联和并联结构的优点,能够兼顾电机的电磁转矩和调磁范围。其次,研究了三段式串并联磁路V型可调磁通电机关键参数对电机性能的影响规律,分析了低矫顽力永磁体不均匀磁化现象。研究了永磁体相对位置、磁极尺寸、转子磁桥尺寸等结构参数对电机的电磁转矩、调磁特性和磁极稳定性的影响规律,分析了电机设计时不同结构参数间的制约关系。通过对比分析并联Al Ni Co置于磁极两侧的特殊方案,证明了所提出三段式结构的优势。研究了三段式串并联磁极特殊的不均匀磁化问题,基于等效磁路模型分析了中间Al Ni Co永磁体磁密的分布规律,并提出了针对该问题的电机精确有限元模型建立方法。此外,提出了能够有效改善不均匀磁化现象的电机方案。再次,分析了三段式串并联磁路V型可调磁通电机在不同磁化状态下的调磁特性、转矩特性、扩速能力和损耗特性。分析了考虑调磁电流限制时,电机能够达到的最大调磁范围。分析了电机电磁转矩、最大转矩电流角和磁极稳定性随电流和磁化状态的变化规律,以及不同磁化状态下的转矩-转速范围。分析电机q轴电压随d轴电流和磁化状态的变化规律,阐明了磁化状态持续降低过程中,高速区转矩范围下降的根本原因。研究了电机铜耗与铁耗在不同工况点和磁化状态下的分布规律,根据电机在不同磁化状态下的损耗特性和转矩-转速范围,给出了电机在全速域范围内磁化状态的选取原则。然后,提出了基于高斯过程回归的变磁化状态MTPA电流控制策略和基于典型磁化状态的转速控制方法。通过建立能够反映电磁转矩与电机参数映射关系的高斯过程回归模型,并对函数超参数进行优化,实现了电机在所有磁化状态下最大转矩电流角的快速、准确预测。研究了电机在不同磁化状态下的效率特性,验证了所提出结构具有提升转速范围、提高高速区效率的能力。提出了基于典型磁化状态的转速控制方法,使得电机在达到最大转矩-转速范围的同时,能够始终保持较高的效率,同时避免了磁化状态频繁切换的问题。最后,研制了三段式串并联磁路V型可调磁通电机的样机,并搭建实验平台对电机的电磁性能进行测试。为了验证前述相关理论和仿真分析的正确性,对电机的调磁特性,磁极抗退磁能力,不同磁化状态下的转矩特性、损耗特性以及效率特性进行了测试。验证了所提出电机结构能够实现气隙磁场的调节,从而拓宽电机转速范围,并提升高速区效率。