横向磁通永磁电机(Transverse Flux Permanent Magnet Machine,TFPMM)因其低速、高转矩密度、高功率密度的优点在船舶、电动汽车和直驱风力发电场合具有潜在的应用前景。国内外专家学者对TFPMM进行了大量研究工作,取得了一定的研究成果,并提出了多种新型TFPMM拓扑结构。本文针对一种新型聚磁型无源转子横向磁通永磁电机展开研究。首先提出了新型TFPMM的基本拓扑结构,分析了它的运行原理,推导了其基本数学模型,并利用粒子群优化算法对横向磁通永磁电机进行了优化设计。新型TFPMM的聚磁式结构提高了永磁体的利用率,同时漏磁严重使得TFPMM的相绕组自感比较大,本文采用三维有限元方法分析了TFPMM的磁场分布,通过仿真分析了电枢反应对电机的影响。在此基础上,深入分析了不同短路故障状态对故障相和非故障相的磁链、电压以及相自感的影响,计算得到了稳态短路电流的大小。论文还分析计算了TFPMM的空载漏磁系数,研究了不同结构参数对单相和两相电机空载漏磁系数的影响,并归纳了漏磁系数随电机结构参数的变化规律。分别以单相TFPMM和两相TFPMM为研究对象,建立了电机三维仿真模型,在不同负载条件下对电机的转子铁心进行了电磁力分析计算。并借助应力场研究分析了转子铁心的应力分布规律及形变量大小,计算结果表明该电机的转子机械强度和结构刚度是满足要求的。在仿真分析的基础上设计研制了样机,并搭建了电机实验平台,对样机进行空载、负载以及短路实验验证,与仿真得到的结论一致。同时对第一轮样机加工装配过程中遇到的问题提出了改进意见,简化了加工工艺和装配难度,研制了第二轮样机,并完成了实验验证。