双凸极电机是在开关磁阻电机的基础上发展起来的新型双边凸极变磁阻电机。双凸极直流发电机是由双凸极电机的电枢绕组接静止整流桥构成的无刷直流发电机(BLDC)。他的转子上无磁钢和励磁绕组,仅由硅钢片叠制而成;励磁元件(永磁体、励磁绕组)和电枢绕组元件均安装在定子铁心上;且结构上保证了任意时刻转子极和定子极的重叠角之和恒定。他具有结构简单、可靠性高、转速高、功率密度高,静止加励磁时无定位力矩,励磁绕组中不感生电动势等优点。本文采用仿真分析和实验验证相结合的研究方法,全文中对双凸极直流发电机的电磁计算均是基于时步有限元法。本文首先简要回顾了近二十年来国内外双凸极电机领域的研究进展情况和技术应用前景。然后从电机拓扑出发,系统构建了双凸极电机的结构和原理的理论。行文强调了电机结构和静态参数的关系和本质,从单相和二/四相双凸极电机开始,接着是三相和具有容错潜力的五相电机,直到六相和七相为代表的多相双凸极电机。论述兼及电励磁和永磁励磁两种情况,包括其设计上的区别。本文还详细介绍了混合励磁双凸极电机的典型结构和工作模态。并对双凸极直流发电机的四种发电方式作了简明的界定。又介绍了双凸极电机电动运行和作为起动/发电机的相关概念。本文接着详细分析了用于航空起动/发电系统的12/8-2结构三相电励磁双凸极直流发电机的运行特性,包括在三种不同发电方式下的空载特性、短路特性、外特性和调节特性,并细致研究了励磁电流、转速、电枢每相串联匝数、电机铁心长度、气隙大小和负载性质等因素对其开关磁阻发电方式外特性的影响。换相重迭和电枢反应是双凸极直流发电机负载运行的重要现象,同时这两个现象是相互影响的。最后,基于双凸极电机由单元电机构成的理念对比研究了增加电机构成单元数对增大电机功率的数量关系;以及在气隙、单元电机励磁安匝、电机转速、电枢内径保持不变,双凸极直流发电机输出功率与定、转子极对数的函数关系,并得出其有最大值的结论,为提高该型发电机的出力提供了有益的参考和依据。