انرژی های تجدیدپذیر و پاک، نظیر انرژی بادی، جایگزینی مناسبی برای سوخت های فسیلی جهت تامین انرژی موردنیاز است. با وجود مناطق بادخیز در کشور، دستیابی به دانش فنی، طراحی و ساخت توربین های بادی به منظور استفاده از انرژی باد از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به مکانیزم توربین های بادی ژنراتور از اجزای بسیار مهم در توربین بادی برای تولید الکتریسیته است. در توربین های بادی مجهز به ژنراتور سنکرون مغناطیس دایم به کارگیری آهنرباهای دایمی در رتور موجب کاهش وزن و کاهش تلفات اهمی ماشین شده و در نتیجه افزایش چگالی توان، چگالی گشتاور وبازده ماشین را به دنبال خواهد داشت. در این پایان نامه ساختار های مختلف ژنراتور سنکرون مغناطیس دایم مورد بررسی قرار گرفت. سپس طراحی وشبیه سازی المان محدود یک ژنراتور سنکرون شار شعاعی، روتور داخلی با آهنرباهای دایم سطحی و سیم پیچ متمرکز با درنظرگرفتن پارامترهای طراحی ازجمله، جنس مواد، ابعاد هندسی ژنراتور و مشخصه های الکترومغناطیسی انجام شد. در ادامه به بهینهسازی ژنراتور با هدف کاهش ریپل گشتاور با در نظر گرفتن سه فاکتور تاثیرگذار تکه کردن آهنربا، جنس و جهت مغناطیسی آهنربا ،انجام شد. به کمک روش طراحی آزمایش های تاگوچی 9 طرح برای مطالعه تاثیر همزمان این چند متغیر بر ریپل گشتاور استفاده شد و با نرم افزار مکسول شـبیه سـازی شد. با محاسبه تاثیر سطوح فاکتورها روی مقدار ریپل گشتاور مشخص شد، ترکیب (C2,B3,A3) منجر به کاهش ریپل گشتاور به مقدار 75 درصد و افزایش گشتاور متوسط به مقدار82 درصد نسبت به ژنراتور طراحی شده اولیه میشود. در پایان برای ارزیابی درستی نتایج فرآیند بهینه سازی ژنراتور، نمونه کوچکی از ژنراتور ساخته شد که نتایج تست آن با نتایج بهینه سازی نزدیک بود.
