传统结构的电机,由于齿槽磁电效应无法解耦、空间上相互竞争,限制了电机功率密度的提高,难以满足人们对于高功率密度电机的要求。随着汽车技术的发展、结构的变化、用电设备的增加、整车性能的改善以及汽车电气系统和电力电子技术的结合,汽车用发电机在结构、性能和容量上发生了很大变化,现代汽车对其功率密度、可靠性、电气性能、安装尺寸等方面要求越来越高。除此之外,人们对汽车的使用性能关注也越来越多,特别对汽车的舒适性、安全性、燃油经济性以及环境保护等要求越来越高。同时,汽车上的设备越来越多,汽车用电量快速增长,而由于汽车上设备的增加,汽车发电机所拥有的空间也越来越小。永磁外转子爪极发电机具有体积小、结构简单、无刷、功率密度大、成本低等一系列优点,受到人们的关注。永磁外转子爪极发电机作为一种新型结构电机,目前国内外对该类电机的研究比较少,尚有许多问题存在。论文主要研究的是永磁外转子爪极发电机的设计与分析方法以及研制样机之后的测试,所做的工作主要包括以下几个方面：首先,在查阅国内外关于永磁外转子爪极发电机的研究文献的基础上,分析永磁外转子爪极发电机的结构、运行原理、基本电磁关系以及主磁通和漏磁通的分布规律,建立了永磁外转子爪极发电机的等效磁路和电路模型。其次,现有的关于爪极电机的文献中指出,爪极难以由硅钢片叠压制成,必须采用软磁复合材料,而本课题组经过长期摸索,找到了利用硅钢片叠压制成爪极的方法,突破了定子爪极由硅钢片制作的工艺难关。然后,利用Ansoft-14有限元软件建立电机的整体模型,对永磁外转子爪极发电机的电机模型进行了电磁场分析,计算得到了电机模型在静态场和瞬态场下的磁密波形、空载电动势波形、磁链波形等。根据等效简化条件,在有限元分析软件中建立了简化的电机2D模型,分析电机齿槽转矩最优情况下电机的尺寸,得到了利用改变极弧系数、改变爪极宽度以及定子爪极不等宽等三种不同的方法来减小齿槽转矩,并在此基础上建立了电机的3D模型,对电机的齿槽转矩进行对比分析。最后,研制出样机,进行样机实验。在样机上分别做了空载实验、不同负载不同转速情况下的外特性实验以及直流稳压输出实验,将得到的实验数据与有限元仿真计算结果进行对比分析,从而验证了永磁外转子爪极发电机设计方案的可行性,为进一步研究该种电机打下了坚实的基础。