补偿脉冲发电机是利用补偿电枢反应原理和磁通压缩原理的新型脉冲功率电源,是现代利用惯性储能形式的高功率脉冲技术发展方向之一,在电磁发射技术、激光等现代高科技领域具有广阔的应用前景。目前,补偿脉冲发电机普遍以电励磁作为主要励磁方式。为了简化电机结构,去掉电刷和滑环,采用永磁体作为一种励磁源;同时为了满足各种负载对高功率脉冲源电流调节能力的要求,以电励磁作为另一种励磁源,将混合励磁的概念应用于补偿脉冲发电机的设计中,产生了一种混合励磁补偿脉冲发电机。论文通过分析研究原有混合励磁补偿脉冲发电机中存在的主要问题,对其进行了优化设计与理论研究。文中分析了原有的混合励磁补偿脉冲发电机的设计方案,指出其中存在的:空载电压波形在过零点处存在畸变现象,电机磁场分布不均匀以及端部补偿结构复难于实施等问题,提出了改变电枢绕组排布形式,增加端部励磁绕组,及以增大补偿筒长度的补偿方式代替端部屏蔽套等解决措施,对电机进行了优化设计。接着论述了永磁体和电励磁两种励磁源,在建立电机磁场的过程中所起到的不同作用,总结了其在不同结构中的能量配比方式。并基于对混合励磁补偿脉冲发电机中两种励磁源对电机磁场的相应影响及作用的讨论,得出永磁体结构尺寸与充磁方式均会影响电机磁场,而励磁电流的大小、方向及波形均能用于调节电机磁场的结论。然后通过分析永磁体在混合励磁补偿脉冲发电机放电过程中所受到的影响,分析可能造成其失磁的因素,给出了校核其工作安全性的方法。指出在混合励磁补偿脉冲发电机中,电枢电流过高、单次放电时间过长以及连续放电周期数过大都将导致补偿筒的温升超过永磁体的安全工作范围,此时适当增大补偿筒的厚度,可以抑制其内部涡流造成的温升,而适宜的定子电枢绕组冷却方式可以解决其过热问题。同时,在设计中通过控制补偿筒厚度,励磁磁场强度等因素能够防止,电枢放电对永磁体的应力作用使永磁体失磁。最后给出一种适用于混合励磁补偿脉冲发电机的自激励磁控制方法。通过仿真分析,指出与纯电励磁电机相比,混合励磁补偿脉冲发电机不需要依赖额外的电源所提供的种子励磁电流,即可实现自激励磁控制。