论文的研究对象是单缸电力约束活塞发动机ECPE (Electric Power Confined Piston Engine，又称为内燃式约束活塞直线发电机)。它是将传统的内燃机—发电机组合系统和电力自由活塞发动机集为一体,集以上两项技术的优点,直接利用传统活塞式内燃机活塞的直线往复运动,将燃料燃烧产生的热能转换成电能并输出,形成的一种新型动力装置。论文首先介绍了混合动力汽车领域传统的内燃机——发电机组合系统。接着介绍了单缸电力约束活塞发动机产生的背景,然后又介绍了单缸电力约束活塞发动机的结构、主要技术特点,并对三种热—电转换系统各自的优缺点进行了分析比较。分析表明电力约束活塞发动机能简单、高效、方便地将燃料燃烧释放的热能直接转变成电能,是一种新型节能环保的热一电转换系统。论文还介绍了单缸电力约束活塞发动机工作机理,建立了运动学、动力学模型。该发动机与传统发动机一发电机系统相比,可以发出正弦电,空载时最大电压可达210伏。最后用有限元法分析电机磁场。采用大型有限元软件编制了磁场有限元程序。计算了动子位移在各种情况下的磁场分布,包括动子在交、直轴位置时的磁场分布,并直接用图形显示结果,使结果一目了然,为了解电机空载电动势和负载电磁力的关系,确定电机结构设计打下了理论和实际基础。程序具有通用性,可用于直角坐标系下、极坐标系下和圆柱坐标系下的电磁场分析。对电机的空载特性和负载性能有了较深的认识。为单缸电力约束活塞发动机的优化改进和应用推广提供了参考依据。