本文在综合大量国内外永磁发电机和多相发电机的发展历史和研究现状的基础上,提出了五相切向磁场永磁发电机的设计方案。五相切向磁场永磁发电机既具有永磁发电机效率高、损耗小、质量轻的优点,又具有多相发电机良好的低速性能和低噪音特性,在汽车电源领域中具有重要的应用价值。根据五相永磁发电机的电压方程、磁链方程和感应电动势方程,分析了绕组电阻、电感、电流和磁阻等参数对输出电压的影响规律;建立了切向磁场永磁发电机气隙磁场的解析计算模型,推导了永磁体和气隙中磁密的径向分量和切向分量,利用解析法确定了气隙长度。设计了具有显著聚磁作用的切向永磁转子,计算了发电机定子及定子绕组等结构参数;利用ANSOFT电磁仿真软件,建立了发电机二维仿真模型,对发电机的静态磁场的磁力线、磁感应强度、气隙磁密进行了仿真分析和数值计算,验证了发电机设计方案的可行性和合理性。设计了以单片机为主控器,由五相全桥整流电路、斩波电路、采样电路和驱动电路组成的稳压控制器,实现稳压直流输出。通过实验分析,该电路稳压性能良好,解决了发电机在宽转速、宽负载范围内输出电压不稳定的问题。研制了集整流、稳压于一体的五相切向磁场钕铁硼永磁发电机,试验测试发电机转速在2000r/miin～4000r/min范围内,输出电压稳定在42±0.5V,达到了设计指标。