相较于传统的有刷励磁系统,无刷励磁取消了电刷和滑环,显著提高了励磁系统的可靠性,被广泛应用于船舶动力、飞机直流电源、核电等重要领域。现有对运行状态的研究大多是针对三相无刷励磁系统,尚缺少对多相环形整流系统换相过程以及基本特性的分析,而且多相环形无刷励磁系统的传递函数模型往往直接沿用常规的三相无刷励磁机模型和参数。本文重点对十一相环形无刷励磁系统的换相过程、基本特性以及等效模型和参数进行了研究,对电子换向器和电机本体的结构设计具有指导意义,为多相环形无刷励磁机的优化设计提供重要依据。为了便于对十一相环形无刷励磁系统的运行状态进行理论分析,本文做出了适当且合理的假设;在此基础上,简述了十一相环形整流系统的工作原理,根据十一相环形无刷励磁机电枢绕组的结构特点,对二极管的开通规律进行了分析。根据多相环形整流系统中二极管导通数量的不同,对整流系统的整流状态进行了区分,对各个运行状态下的二极管导通换相过程进行详细的分析和计算;分析了十一相环形整流系统二极管的提前导通现象,其二极管电流为双峰波形。基于对十一相环形整流电路二极管换相过程的分析,对其基本特性进行了分析计算。根据十一相环形整流系统的不同运行状态变化,分析了换相重叠角的变化情况,不同的换相过程会导致负载电压有不同程度的降落,对整流得到的负载侧电压进行解析计算。另外,分析了不同运行状态下整流二极管电流的有效值以及各种运行状态的临界运行状态和满足的条件。根据十一相和三十九相环形无刷励磁机的实际参数和结构,在有限元软件ANSYS MAXWELL中建立其场路耦合有限元模型,并详细介绍了有限元仿真模型的建立过程。然后进行仿真计算得到了正常运行状态下十一相环形无刷励磁机的各电气量波形,在十一相动模样机上进行了相应的实验,展示了十一相环形无刷励磁整流系统的三种运行状态,将实验与仿真结果进行了对比,验证了仿真模型的准确性,最后对在实际运行的十一相和三十九相无刷励磁系统的运行状态进行了仿真计算,并对十一相环形无刷励磁机的运行状态进行了解析计算验证了理论分析的正确性。最后,根据十一相环形无刷励磁机运行状态的特点,针对十一相环形无刷励磁系统的不同结构,分别提出了相应的数学模型,并介绍了各种参数的物理意义和计算方法,对分析多相环形无刷励磁系统的动态响应具有重要意义。