补偿脉冲发电机是新型的脉冲功率电源,它的本质是同步发电机。它将惯性能量存储、机械能电能间的转换、脉冲形状成形等多个环节集中于一体,是固体激光器的理想脉冲功率电源。本文将以脉冲氙灯为负载,设计一台主动补偿脉冲发电机。研究了决定主动补偿脉冲发电机脉冲波形的参数;完成了主动补偿脉冲发电机的参数设计过程;并验证了其能够用作脉冲氙灯电源的合理性。本文首先引入常见的补偿形式的脉冲发电机,阐述了它们的工作原理和典型输出脉冲波形的形状。考虑到本课题脉冲氙灯对脉冲功率电源的要求,采用主动补偿脉冲发电机作为电源。其次,建立了在相坐标系下的主动补偿脉冲发电机的数学模型。此外还研究了脉冲氙灯的负载特性。接着对决定主动补偿脉冲发电机输出电流形状的参数进行分析,并总结了影响规律。然后,由主动补偿脉冲发电机的特殊构造,结合常规隐极同步发电机的设计过程,对电机的几何尺寸、槽型、槽数、绕组等参数进行设计。根据电磁场知识,对电机各绕组的自感和绕组间互感的表达式进行推导。再然后,利用有限元分析软件Ansoft建立了样机的仿真模型。对瞬态场下样机的电磁性能进行分析,提出了能够优化气隙磁密和空载感应电动势的大齿转子铁心结构。接着又对优化后的样机进行静态场的电感计算,与电磁理论推导出的电感数值做对比。最后,利用有限元分析和外电路联合仿真的方式对系统的性能进行评估。