为了解决船舶燃油费用过高以及船舶供电设备繁琐的问题,为船舶负载提供较为可靠的电能,船舶轴带发电系统在船舶供电系统中发挥了巨大的作用。随着电机性能的不断完善及人们对于电机性能的要求不断提高,结构、功能各异的复合结构电机进入人们的视线。其中,轴径向磁场结构电机由于其特殊的结构、较高的发电效率和功率密度引起了国内外学者的关注。本文在分析研究轴带发电系统和复合结构电机的基础上,提出了一种基于轴径向磁场结构电机的轴带发电系统,将轴径向磁场发电机以及Z源逆变器应用于轴带发电系统当中,可以提高系统的发电效率,有利于节省船舱有限的空间。首先,论文介绍了轴带发电系统、复合结构电机的国内外研究现状。其次,研究了轴径向磁场的结构特点,确定了定、转子材料,选取了合适的电机相数和极对数。再次,介绍了轴径向磁场发电机解析计算方法,分析了电机各个参数之间的关系,为电机优化设计打下了基础。然后,根据设计要求确定了电机的基本尺寸,通过解析法和有限元法对电机二维模型的极弧系数、离心高度进行了优化,利用有限元分析软件Ansof Maxwell,对发电机空载相电压、转矩脉动等方面对设计的电机进行了仿真验证。接着,绘制发电机三维模型对电机进行了有限元仿真,得到电机的最终尺寸,并且建立了等效磁路图进行解析法分析,验证电机设计的合理性。最后,将Z源逆变器应用到轴径向磁场轴带发电机当中,并利用Matlab搭建了仿真模型,通过SVPWM控制以及PQ并网电流控制,验证了其升压以及并网的功能。