首先论述了直驱永磁汽油发电机在机侧变器控制下的运行特性，分析了其电压平衡关系以及发电机输出电压与直流母线电压之间的约束关系，阐述了1sd=}矢量控制条件下发电机定子电压、功率因数随输出功率的变化规律。分析了经典的并网型同步发电机性能计算特点，并指出了其运用在直驱永磁汽油发电机设计和性能计算中的缺陷和局限性。将电机设计中经典的“磁路计算”和“参数计算”与直驱永磁汽油发电机dsd=}矢量控制策略结合起来，建立了基于变流器控制策略的发电机设计模型，并通过仿真和对比分析的方式验证了提出的设计模型的准确性。
电机的电磁设计参数对电机的性能、体积和重量具有重要的影响，直驱永磁汽油发电机具有转速低、体积大的特点，因此在电磁参数的选择上具有很大的空间。首先建立了直驱永磁汽油发电机的参数化分析解析模型，然后讨论了直驱永磁汽油发电机的极数、极槽配合、永磁体尺寸和电机匝数等参数对发电机性能和体积重量的影响。
齿槽转矩是直驱永磁汽油发电机的一个关键问题，齿槽转矩越小则意味着低的切入，发电机就可获得更多的能量。专门分析永磁电机齿槽转矩的机理以及直驱永磁汽油发电机削弱齿槽转矩的方法，这一小节仅就上述五种不同极槽配合的2MW直驱永磁汽油发电机的齿槽转矩进行对比分析。五种极槽匹配2MW直驱永磁汽油发电机单位铁心长度下的齿槽转矩。分数槽极槽匹配产生的齿槽转矩比整数槽极槽匹配要小很多，同是整数槽极槽匹配，每极每相槽数越大，则齿槽转矩越小。
数据分析可以看出，由于随着永磁体厚度的增大直驱永磁汽油发电机性能参数有如下变化规律:
(1)气隙磁密、空载电动势和铁心损耗随着永磁体厚度的增大而增大，电枢电感随着永磁体厚度的增大而减小，这与前面理论分析完全吻合;
(2)随着永磁体厚度的增大，电机的空载电动势变大，因此在输出相同功率的情况下发电机电枢电流减小，电机的电枢铜耗也随之减小;
(3)永磁体厚度增大，导致空载电动势变大和电枢电感变小，这两个因素共同使得发电机功率因数提高;
(4)发电机总效率变大，这是因为在直驱永磁汽油发电机损耗分布中，定子铜耗所占的比重要远远大于铁耗的比重，因此总效率受定子铜耗的影响要大得多。