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磁通切换电机（Flux-switching machine，简称FSM）是一种励磁源（励磁绕组或永磁体）和电枢绕组均置于定子侧、转子为简单凸极铁心结构的交流同步电机。其永磁拓扑与传统永磁同步电机相比，永磁体可免受离心力和电枢反应退磁的风险;电励磁拓扑与传统电励磁同步电机相比，取消了电刷和滑环。因此，在航空航天、新能源发电和电力牵引等对可靠性要求较高的场合具有广阔的应用前景。本文在现有FSM研究的基础上，致力于FSM拓扑及其运行控制技术的研究，并通过研制的三台不同拓扑的原理样机对本文的研究内容进行了验证，主要开展的研究工作如下。 将基于SVPWM的id=0矢量控制策略应用于永磁磁通切换电机(Flux-switchingPermanent Magnet Machine，简称FSPM)，并将高频脉振磁场注入法用于FSPM转子初始定位以弥补增量式编码器启动转矩小的缺陷，同时将基于滑模观测器的无位置传感器矢量控制策略应用于FSPM。经实验验证，上述控制策略适用于FSPM的运行控制。 将同轴双电机的思想应用于FSPM以克服FSPM齿槽转矩大的缺陷，提出了一种同轴双FSPM拓扑。在继承FSPM转矩密度大和不可逆退磁风险小等优点的基础上，齿槽转矩大大减小。基于建立的同轴双FSPM数学模型，提出了一种基于id=0矢量控制的功率均分控制策略，构建了同轴双FSPM的容错机制。设计了一台原理样机，实验验证了减小齿槽转矩的有效性、功率均分策略及容错机制的可行性。 从电励磁磁通切换电机(Electrical Excitation Flux-switching machine，简称EFSM)的工作原理出发，提出了一种单槽型EFSM拓扑，解决了当前EFSM励磁槽和电枢槽槽型不一致带来的励磁槽面积偏小和下线工艺难度大的缺陷，并通过有限元仿真验证了单槽型EFSM工作原理的合理性。建立了单槽型EFSM的数学模型，推导了基于id=0矢量控制的单槽型EFSM最大转矩/铜耗的励磁电流和电枢电流分配率，提出了相应的控制策略。研制了一台单槽型EFSM原理样机，实验验证了单槽型EFSM工作原理及其控制策略的正确性。 以线圈为单元，给出了分块转子FSM的线圈空间分布图、线圈电势星形图的画法，提出了全新的任意相分块转子FSM相带划分及绕组线圈连接的方法，并通过有限元仿真验证了该相带划分方法的正确性。推导了分块转子FSM的绕组短距系数、分布系数的求解公式;推导了分块转子FSM无偶数次谐波的齿极配合判据，并采用有限元仿真验证了判据的可行性。在上述工作的基础上，设计了一台原理样机，实验验证了提出的相带划分方法和无偶次谐波齿极配合判据的正确性。