调磁线圈产生的磁场从电机端部向中心是逐渐衰减的，为使调磁线圈产生的磁通在电机转子长度内分布大致均匀，电机长度不宜过长，且电机两侧都安装调磁线圈，调磁线圈的数目同永磁体的数目［5］。为了减小电机漏磁，电机端盖和外壳均采用非导磁材料加工而成。
磁场调节原理电机中存在着两种可认为相互独立的磁路，但实际上气隙磁场只能以合成磁场的方式出现，调节调磁线圈电流的大小和方向就可以改变气隙磁场强度。当励磁电流if＝0时，励磁绕组不产生励磁磁势，气隙中只有永磁体产生的永磁磁通，这时相当于双凸极永磁电机，具有较高的运行效率；当调磁磁通与永磁磁通在气隙中的方向相同，磁场相互叠加，气隙中的磁通增大，电机获得较大的运行转矩；相反，当调磁磁通与永磁磁通在气隙中的方向相反，气隙中的磁通减小，使电机可以在高速下运行。
在本电机中，永磁体和调磁线圈磁场磁路互不相同，调磁线圈磁场磁路如所示。其主要通路为：调磁线圈磁极N极（或S极，取决于电流方向）→调磁磁极极靴→定子纯铁→定子硅钢片→定子齿部→径向气隙→转子齿部→转子硅钢片→转子纯铁→轴向气隙→导磁磁极→侧面导磁钢板→调磁磁极S极（或N极）。
这样，调磁磁场并不经过磁阻很大的永磁体，因而调磁磁场不会导致永磁体的退磁，且可以用较小的励磁磁势达到需要的磁场调节效果。永磁体磁路与DSPM电机磁路类似［6］，其主要通路为：永磁体N极→定子轭部→定子齿部→径向气隙→转子齿部→转子轭部→转子齿部→径向气隙→定子齿部→定子轭部→永磁体S极。
电机运行原理由电磁感应定律和回路定律，定子绕组的端电压等于电阻压降和由磁链变化而产生的感应电势之和。当调磁电流不变时，则各相的电压方程为（以A相为例）Ua＝Raia＋dΨraddt＋2dΨaxdt（1）式中"rad和"ax分别为绕组径向磁路的磁链轴向磁路的磁链。
为简化分析，假设：（1）所有绕组的电感仅是转子位置角的函数，而与电流大小无关；（2）忽略电枢反应对永磁体的影响。由式（1）～（3），考虑仅A相导通时的情况，有Ua＝Raia＋（Laa＋2L′aa）diadt＋wdΨmad$＋ia（wdLaad$＋2wdL′aad$）＋2wifdLafd$（4）式中：Raia为电阻压降；（Laa＋2L′aa）diadt为变压器电动势；其余项为运动电势，其中ia（wdLaad$＋2w
dL′aad$）是由磁路磁阻变化引起的，wdΨmad$是由永磁磁链变化产生的，是电机电动势的主要部分；2wifdLafd$是由轴向调磁绕组磁链变化产生的，从式（4）中可知，改变调磁电流的大小和方向使得能够调节发电机的端电压。
磁场分析由于双凸极类电机定、转子齿部的深度磁饱和［7］，齿和槽的边缘效应明显，永磁磁场、调磁磁场及其电枢反应磁场相互之间的耦合作用，通常的磁路分析法求解比较繁琐。本文对电机的径向和轴向2个截面分别用二维有限元法进行分析，并作如下假设：1）铁芯的B－H特性是单值的，即忽略磁滞的影响；2）忽略铁芯中的涡流损耗；3）电机内磁场沿轴向恒定，即不考虑边缘效应［8］。
永磁体的磁通大部分通过定、转子齿而闭合，如a所示，在电机的定、转子重合处，齿部磁密都很高，在齿尖处存在明显的局部饱和；电枢反应磁通的大部分经由同一磁极的相邻齿闭合，只有很小的一部分经过永磁体闭合，如b所示，这样可以认为电枢反应磁场对永磁体磁场的影响不大，因此与传统的永磁电机相比，该型电机具有较强的抗电枢反应去磁能力；c为合成磁场分布；d可以看到，调磁磁场从铁芯叠片边缘到中间是逐渐衰减的，为保证中间部分的磁密大小，电机的轴向不宜过长。
静态特性电枢绕组的磁链、反电势和电感等静态特性是双凸极类电机1设计、分析和控制的基础，是分析本电机性能的关键，本文静态特性仿真是基于有限元a电机空载永磁磁场b电枢反应磁场c合成磁场dIf＝4A轴向分析计算的结果。
样机实验根据前述工作原理，设计了直槽转子样机，并对样机进行了发电实验。从实验结果可以看出，当电调磁和永磁为增磁时，端电压升高；当电调磁和永磁为弱磁时，端电压降低。直槽转子端电压为近似梯形波（理想情况为方波）
