超环面电机是一种新型永磁交流电机,它在结构上将行星传动和蜗杆传动引入电机设计中,是一种永磁同步电机结合减速机的新型空间永磁交流电机。本文主要从电机结构参数和驱动机理、行星轮齿数和蜗杆内定子包角对输出转矩的影响,以及运用模糊PI控制对电机进行仿真分析等三方面对超环面电机进行了深入的研究。在对电机结构特点及驱动机理进行分析的基础上,由内外定子与行星轮的电磁啮合关系,推导出参与电磁啮合的单个行星齿的输出转矩的解析公式。并进一步推导了多齿参与啮合的输出转矩解析公式,在此基础上讨论了行星轮齿数和蜗杆包角等结构参数对输出转矩的影响。分析了输出转矩的波动性,总结了转矩波动变化规律,降低了转矩波动性。并对转矩矩形波进行了傅里叶变换处理,为设计具有转矩波动特性的超环面电机数学模型奠定了基础。针对超环面电机的空间结构及电磁驱动机理,分析了行星轮在自转过程中对蜗杆磁场的变化规律,建立了体现超环面电机动态磁链的磁链方程,电压方程和电磁转矩方程,作为超环面电机数学模型的重要组成部分。并结合了模糊控制理论,根据控制理论和人工控制经验制定了模糊控制规则,设计了基于模糊规则的模糊PI自整定控制系统,完成了模糊PI控制器的设计。将模糊PI控制引入超环面电机的矢量控制系统中,建立了模糊PI控制与常规P1控制进行对比的超环面电机矢量控制系统,仿真结果验证了模糊控制在超环面电机矢量控制系统中的优越性,进一步改善了控制系统的信号跟踪能力和抗干扰能力。