随着电力电子技术的发展和新型电机的出现,起动/发电系统受到越来越多的关注,在航天、汽车等领域得到了广泛的应用。起动/发电系统的基本思路就是利用电机的可逆原理,在发动机起动阶段,电机作为电动机运行,将电能转换为机械能,带动发动机起动;起动结束后,发动机转为原动机,电机转为发电机运行,将机械能转换为电能。本文在讨论永磁无刷直流电机起动/发电系统特点的基础上,针对摩托车用永磁无刷直流电机起动/发电系统进行了设计和实现。首先,从电机的基本理论出发,推导永磁无刷直流电机起动、发电两个不同状态下的电路方程,建立各自的数学模型。重点推导起动时的转矩方程和整流发电时的输出电压、换相重叠角的计算公式。接着,将MATLAB软件中的PSB建模方法引入电机系统的仿真,对起动、发电两个不同的过程,建立电机系统的混和仿真模型,并给出仿真实例,对仿真结果进行分析。然后,在理论分析的基础上,设计摩托车用永磁无刷直流电机起动/发电系统,对大电流情况下的功率管选取与保护问题进行了探讨,对霍尔传感器的位置摆放和逆变电路、驱动电路的设计进行了具体分析。最后,实现了整个硬件系统,并进行了调试,对调试过程中出现的问题进行分析,提出低压大电流时功率管的管压降问题,探讨解决的方法。论文从理论和实践两方面对永磁无刷直流电机起动/发电系统进行研究,提出基于永磁无刷直流电机的摩托车电源系统改造方案并予以实现,具有一定的理论意义和实用价值。