本文通过对各种结构的混合励磁发电机的分析、提出了爪极式电励磁和带极靴径向永磁组合励磁的混合励磁发电机结构。研究分析稀土钕铁硼永磁材料的特性及其对发电机运行特性的影响规律,确定课题永磁励磁部分选用剩磁感应强度高、矫顽力大、最大磁能积高的稀土永磁材料。在分析普通永磁发电机的基础上,结合混合励磁发电机的特殊结构和工作原理,通过对径向、切向、爪极等励磁结构转子对发电机性能影响的研究,设计了带极靴的径向永磁部分励磁转子,该转子磁钢、极靴均采用制造工艺简单的平面结构。对发电机永磁部分和电励磁部分进行了电磁设计和计算,并编制了计算机电磁计算程序。 设计制造了一台样机,通过研究磁钢截面积、径向磁化长度、气隙、绕组匝数和线径等对发电机交轴电枢反应电抗、直轴电枢反应电抗、漏抗和发电机输出特性的影响规律,对样机进行了优化设计。分析了混合励磁发电机的稳压原理,设计了由基准电路、比较电路、控制电路、触发电路等组成的系统控制电路,保证发电机在宽转速宽负载范围内输出电压稳定的直流电。将混合励磁发电机的整流稳压电路用Matlab里的仿真软件Simulink进行了仿真。分析了蓄电池对发电机的影响规律,并用Simulink进行了仿真验证。