传统的小电感小型永磁风力发电机,随着风速继续加大,发电机的转速增加,电枢电流也会随之增大,那么当达到极限电流时,就可能会烧坏绕组。对于小电感电机而言,若想使其能够在较大转速下继续运行,就必须采取“弱磁控制”来限制电枢电流,这就必然会增大成本并增加整个系统的复杂程度。针对这一问题,本文设计一种适合在较宽风速范围下运行的大电感小型永磁风力发电机。论文首先介绍了小型永磁风力发电机设计的基本原则,确定了小型永磁风力发电机的永磁体材料、槽数、极数和绕组结构这些基本的电磁方案。然后讨论了电机的磁路和电磁场计算基础理论及有限元分析方法,在此基础上对电机的结构进行了设计,包括电机的磁路、主要尺寸、槽型参数和定转子轭部参数等,并用有限元软件Ansoft Maxwell,从磁密分布、磁力线分布、绕组电感、空载反电动势波形和齿槽转矩等方面对所设计的小型永磁风力发电机进行了仿真验证。接着从槽口参数和永磁体尺寸这两个方面入手对小型永磁风力发电机进行了结构优化研究,主要研究了这些参数对电机定子绕组电感、空载反电动势波形和齿槽转矩的影响,得出了电机性能优化的相关结论。本文所设计小型永磁风力发电机,符合大电感特性要求,所建立的仿真模型,经仿真验证其具有恒流源输出特性。按照仿真模型的参数,通过外协制作加工了实物电机,经过测试该电机的运行特性,得到了空载反电动势波形,绘制了在不同转速下的空载损耗曲线,得出电机在额定转速下的效率,并且验证了实物电机的恒流源特性。总之,仿真模型与实物电机的性能均符合设计要求,验证了所设计电机的合理性。