目前车辆采用的三相交流发电机由电励磁绕组产生磁场,通过电励磁绕组的电能只有部分转换为用于发电的磁能,大部分电能由于励磁绕组发热而消耗掉,电能利用率低,而且三相波形还不够平稳,因此研制一种高性能的永磁五相发电机十分必要。本文通过对永磁发电机的转子结构进行比较、分析,确定采用通过非导磁螺钉把极靴和磁钢固定在转子铁芯上的径向永磁转子结构。通过分析永磁材料特性对发电机性能的影响规律,确定选用钕铁硼稀土永磁材料。根据永磁发电机的设计理论,对发电机的结构参数、性能参数进行了设计计算。利用等值磁路法对发电机的磁路进行分析,并对各部分磁导和磁通进行计算,并在此基础上推导出一种计算电枢反应电抗的新方法,提高了永磁发电机参数计算的准确度。研制出了由基准电路、比较电路、触发电路、整流电路组成的五相半波可控整流稳压器,采用五只可控硅代替传统交流发电机的六只二极管组成的整流桥,实现稳压直流输出,减少了电能消耗,提高了发电效率。通过试验分析,该电路稳压性能良好,解决了车辆用永磁发电机宽转速、宽负载范围内的输出电压不稳定的问题。研制出了一台无电励磁绕组、无碳刷滑环、故障率低,集整流、稳压于一体的五相半波可控整流稳压式永磁发电机,该机性能指标达到了设计要求,并优于国家机械行业标准。