随着高温超导材料制备技术及低温制冷技术的不断发展，高温超导技术在电力应用研究方面越来越广泛。随着国防军工，航空航天，以及新能源工业的发展对发电机技术提出了更高容量和更大功率密度的需求，大功率高温超导发电机由于其体积小、重量轻、效率高等优点，有望未来应用于船舶发电机、航空飞行器发电机和海上风力发电机等大容量高功率密度发电机应用场合。　　本课题研究内容包括高温超导发电机的电磁结构优化设计和故障分析两方面，在高温超导发电机电磁结构优化设计研究方面，本课题结合场路耦合模型的求解结果和分析，给出了500kW高温超导发电机电磁和结构优化设计方案。同时对于500kW量级超导发电机使用不同种超导材料构造转子超导励磁绕组、定转子采用铁磁和非铁磁材料的多种组合、转子超导励磁绕组处于不同温区进行电磁、结构的比较研究，获得了以上每种结构的最优化设计，以及各自运行特性和适用性。在高温超导发电机故障运行分析方面，本课题对高温超导发电机进行了匝间短路故障、三相对地短路故障和三相负载突发断路故障分析研究，首先通过理论分析建立了励磁电流、定子输出电流、电磁转矩及转速之间的关系，给出了多种故障状态下高温超导发电机的模型;然后通过数值仿真得到正常运行状态下及故障运行状态下的高温超导发电机定子输出电流、电压等输出特性和转子超导励磁绕组瞬态响应特性;最后结合500kW高温超导发电机三相负载突发断路故障试验数据，得到并分析了故障状态中定子输出电压、电流、转矩、转速等瞬态变化过程以及故障对高温超导发电机结构的冲击影响。　　本课题研究了高温超导发电机电磁结构优化设计及故障运行分析，为高温超导发电机设计、运行及故障状态下的瞬态过程提供理论分析、仿真方法及试验数据支撑，对于未来大功率高温超导发电机的设计及运行有重大的参考价值，具有重要的科学研究价值和社会意义。