無刷雙饋電機磁場調(diào)制機理與電磁設計研究.pdf

1、無刷雙饋電機（Brushless Doubly-Fed Machine，BDFM）作為一種新型交流電機，具有變頻器容量小、功率因數(shù)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點，在電動機變頻調(diào)速運行以及發(fā)電機變速恒頻運行方面具有良好的應用前景。然而，由于BDFM結(jié)構(gòu)和運行機理的特殊性，其參數(shù)計算、數(shù)學模型和電磁設計均較為復雜，目前尚未見到該類電機的完整電磁設計軟件。本文依托重慶大學輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室自主研究項目，以籠型轉(zhuǎn)子BDFM為研究對

2、象，針對BDFM的磁場調(diào)制機理與電磁設計展開研究。
　　首先，簡要介紹了BDFM的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和功率平衡關(guān)系；其次，從電機學的基本理論出發(fā)，深入分析了定、轉(zhuǎn)子繞組的磁動勢，從理論上分析了改善BDFM磁場調(diào)制效果的方法，進而研究了BDFM能量轉(zhuǎn)換關(guān)系；第三，根據(jù)常規(guī)交流電機電磁設計的基本理論，以及BDFM的特點，闡述了BDFM電磁設計的原理與方法，并結(jié)合d-q軸模型介紹了BDFM性能計算的方法；第四，分別利用考慮諧波影響下的繞

3、組函數(shù)法和有限元法，對BDFM的電感參數(shù)進行了計算和對比分析；最后，在Visual Basic平臺上自主研發(fā)了一套BDFM的電磁設計軟件，利用該軟件對樣機進行了電磁設計和運行特性的計算，并對樣機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)進行了分析，并提出了磁場調(diào)制效果的判別準則。
　　結(jié)果表明，BDFM在調(diào)速范圍較低的場合，能減小所需變頻器容量，從而降低系統(tǒng)成本；通過增加籠型轉(zhuǎn)子BDFM轉(zhuǎn)子短路環(huán)數(shù)以及改變其空間分布，可以改善BDFM的磁場調(diào)制效果；在