飞轮储能补偿脉冲发电机(Compensated Pulsed Alternator,CPA)是一种新型脉冲功率电源,它集能量储能和脉冲放电于一体,具有储能密度高、功率密度大和体积小等优点,是未来电磁动能武器系统的首选电源。目前对于永磁被动CPA的研究却甚少,尤其是在放电理论研究方面。本文以永磁被动CPA为研究对象,介绍了CPA放电基本原理,建立了CPA驱动电磁轨道炮系统模型并进行了仿真分析,重点研究了CPA放电波形及其调制技术,最后进行了CPA放电实验验证。介绍了永磁被动CPA基本理论,提出了一种放电电流计算方法,能更为准确的分析永磁被动CPA放电响应过程;介绍了三种降低CPA电感的方法,并根据电磁基本定律,提出了铁芯和空芯电枢绕组电感计算方法。基于被动CPA放电电流计算方法与电磁轨道炮工作原理,建立了CPA式电磁轨道炮发射系统仿真模型,采用数值仿真方法,分别研究了CPA电压、脉冲宽度和触发角对电枢电流以及弹丸出膛速度的影响,获得了CPA驱动电磁轨道炮系统特性。采用谐波法分析了永磁被动CPA放电波形影响因素。根据永磁被动CPA气隙磁密特性,建立了气隙磁密傅里叶表达式,推导了CPA放电电流谐波函数,研究了电路时间常数、转速及触发角对放电波形的影响。利用有限元方法分别分析了改变单相触发角、两相串并联以及外接调波电阻和电感三种电流波形调制技术的特点,结果表明通过三种调制技术,可使CPA灵活输出多种脉冲波形,满足不同负载需求,为CPA优化设计及实际应用奠定理论基础。针对一台两相四极永磁被动CPA分别进行了单相放电、两相并联放电以及两相串联放电验证实验。实验结果表明:对于单相放电,解析法和有限元法计算电流波形与实验测量波形基本一致;对于两相串并联放电,实验结果较好验证了多相串并联波形调制方法特点,证明了解析方法及电磁设计方法的准确性。通过本课题的研究,为永磁被动CPA放电电流研究提供了分析方法和理论参考,为CPA的优化设计和放电实验提供了理论和实验依据,对于CPA驱动电磁动能武器系统的研究具有重要意义。