混合励磁同步电机中既有永磁体又有励磁绕组,两个磁势源同时存在,综合电励磁同步电机调磁方便和永磁同步电机功率密度高等优点,成为发电系统的一个新成员。本文主要对混合励磁无刷交流发电机的基本结构、电磁特性、输出特性进行了研究,并且对基于此电机的数字调压器进行了设计。文中首先介绍了混合励磁无刷交流发电机的基本结构和工作原理。结合该新型电机径/轴向磁路特点,提出了该电机的等效磁路模型。应用三维电磁场有限元方法分析了混合励磁无刷交流发电机的磁场分布、静态特性,验证了该电机的基本工作原理,并得出了其结构优化的原则。其次改进了磁钢结构、改善轴向磁分路过饱和问题,通过磁场分析验证了优化的正确性,并且对混合励磁无刷交流发电机的主气隙磁场调节性能进行了研究。在结构优化之后,运用三维电磁场有限元方法对电机的空载特性、外特性、调节特性和电枢反应进行瞬态场仿真和分析,并与实验结果进行了对比和分析。最后本文对基于混合励磁无刷交流发电机的数字调压器进行了研制,完成了软件设计,通过初步实验验证了系统基本工作原理的正确性。