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直接驱动技术受到越来越多的关注，成为当前电机领域的研究热点。不同于其他驱动系统，高性能的电机作为直接驱动技术的核心，除了需要有高功率密度和高效率外，低速大转矩能力以及系统的高可靠性也是必不可少的。过去的几十年中，永磁电机以其固有的结构坚固、功率密度高和效率高等优势而极具吸引力。近些年来，为提高电机可靠性，通过采用单层分数槽集中绕组(Single-Layer Fractional-Slot Concentrated-Winding,SL-FSCW)以及多相结构等方法而兴起的永磁容错(Fault-Tolerant Permanent-Magnet，FTPM)电机也越来越受到广泛关注。与此同时，一种基于“磁齿轮效应”高转矩密度的新型永磁游标(Permanent-Magnet Vernier, PMV)电机也开始进入人们视野。它通过在定子结构上引入调制齿，对高速旋转的电枢绕组磁场以及低速旋转的外转子永磁体磁场进行有效调制，可在定子电枢极数和槽数较少的情况下实现了低速大转矩运行能力。 本文提出了一种应用于直接驱动系统的五相容错型永磁游标(Fault-TolerantPermanent-Magnet Vernier, FT-PMV)电机，旨在结合PMV电机高转矩密度和FTPM电机高可靠性的优点。 论文主要研究成果包括以下几个方面: 1.基于新型磁场调制式磁齿轮工作机理的解析式分析，开展PMV电机工作原理的研究，首次将二者工作原理用统一表达式进行解释，并通过有限元仿真对两者工作原理进行了验证。 2.对FSCW特性进行了较为全面的阐释，继而补充了FSCW PMV电机工作原理表达式的条件。通过引入源电机概念，提出了一种简单方便的FSCW PMV电机设计分析方法。 3.通过对不同每极每相槽数(Slots per Pole per Phase，SPP)q值的FSCW PMV电机电磁性能进行大量的对比分析，得到了设计者需要根据需求侧重点选择合适FSCW的结论，突破了现有FSCW PMV电机均采用双层FSCW(Double-Layer FSCW,DL-FSCW) q=1/2这一结构的束缚。 4.提出采用SL-FSCW结构的五相FT-PMV电机。详细阐述它的设计优化过程，包括电机主要尺寸、源电机选择、FSCW分布、永磁体和齿宽尺寸等方面。 5.基于Ansoft公司的有限元分析软件Maxwell2D以及驱动电路模拟软件Simplorer对所提出的FT-PMV电机进行了大量电磁性能的仿真与分析，验证了设计初衷。 6.设计制造了试验样机，构建了数字化实验平台。基于DSP搭建了控制系统，样机的实测结果验证了理论分析的正确性。