随着国家经济建设的发展，对多电源输出的移动电源（又叫移动电站）需求日益多，在国防、通信、冶金、勘探、影视、交通设施等移动作业中需要移动电站供电，特别是军事装备如野战车、导弹车、装甲车需要多种电源供电。目前，移动电站系统大多采用多种发电机组、配电与控制设备来实现。由于常规的电励磁发电机体积大，而永磁发电机又存在调压难题，均不能满足相关移动作业装备要求其具有多电源输出、高效、高功率密度、结构紧凑等特性。为了解决这一问题，我们研究了新型同步发电机一双电源输出复合励磁稀土永磁同步发电机。它采用稀土永磁体和辅助电励磁相结合的复合励磁结构，这两种励磁体产生的磁场并联合成，形成同步发电机内部磁场。其定子部分采用双绕组结构，输出两种电压等级（双电源输出）同时可调节辅助电励磁，可使各绕组输出电压在空载和负载情况维持恒定。这种新型的同步发电机兼顾了永磁同步发电机和电励磁同步发电机的优点。本文对这种电机结构原理、电磁计算进行了详细分析，推导出其电磁计算的数学模型，并按此设计出电机。样机的试验结果与设计结果基本吻合，证明了推导的正确性。

　　2结构原理双电压输出复合励磁稀土永磁同步发电机的基本结构简图如所示。定子电枢绕组中嵌有两套绕组，即输出两个电压。永磁部分的转子结构采用切向槽楔结构；辅助电励磁部分采用爪极式结构，它由爪数相等且为极数的一半的前爪和后爪及夹在两爪中间的电励磁线圈组成。辅助电励磁线圈通过导磁托架固定于端盖上，两爪之间通过非导磁材料连接，固定在转轴上。当其随转子旋转时，就在定子电枢绕组中感应出交变电势，并从而实现了整个电机的无刷化。

　　复合励磁稀土永磁同步发电机的基本结构简图当电机在对称负载下运行时，两套电枢绕组上的三相电流各自建立基波电枢磁动势，并与永磁体产生的磁势以及电励磁绕组产生的励磁磁势相互作用形成负载时气隙中的合成磁动势，建立负载时的气隙磁场。其中一套绕组（称为交流绕组）输出交流电压，另一套绕组（称为整流绕组）输出交流电压通过二极管整流提供直流电源。在运行时，可通过调节辅助电励磁部分的磁场使两套绕组输出电压均维持恒定。

　　3电磁计算复合励磁稀土永磁同步发电机由永磁体和辅助电励磁绕组共同产生磁势，两者并联提供的工作磁通在气隙中合成。这里由于不均匀气隙的同步电机的电枢磁动势作用在不同的位置时所产生的电枢磁场和每极磁通量将不一样，需要用到Blondel提出的双反应理论。当电枢磁动势既不和直轴也不和交轴重合时，可以将其分解为直轴分量和交轴分量来进行分析，最后再将它们的效果相叠加。另假定双电压复合励磁稀土永磁同步发电机的交流绕组和整流绕组的相电压和相电流均为正弦波，为双电压复合励磁稀土永磁同步发电机的轴线示意图0.5重新调整永磁体尺寸和绕组参数。

　　4计算实例与。表1设计值与实测值测试项目-输出端子备注辅助电励磁励磁形式空载无电励磁调节额定负载无电励磁调节空载去磁情况额定负载助磁情况励磁电流/设计电压/V实测电压/V设计电压/V实测电压/测试条件：1.转速为额定转速4800r/min2最大励磁电压为直流28V由表1可看出，理论计算值和实际试验值基本吻合，表明本文所推导的电磁计算模型满足工程设计要求。虽然该发电机在额定负载时电压偏低和空载时电压偏高，但均可以通过调节辅助电励磁部分电流（助磁或去磁）来调节输出电压，使其维持恒定。