有刷双馈电机等效电路模型与特性分析

有刷双馈电机(即双馈感应电机)由于其较小的变换器容量在变速恒频发电等领域得到了广泛的应用。但是针对有刷双馈电机的理论模型以及特性分析尚未形成简洁、准确、全面、实用的理论体系。该文从有刷双馈电机的基本理论原型和基本方程式出发,推导了有刷双馈电机的物理模型,建立了有刷双馈电机的新型等效电路——异步–同步相串联的等效电路模型。该模型简明地揭示了有刷双馈电机的运行原理和本质特性实质上是同步与异步两种运行特性的叠加。运用该新型电路模型,分析了有刷双馈电机在各种运行工况下的运行特性,并分别进行了异步特性、同步特性以及合成特性分析,得出了相应的分析曲线,着重分析了电机的电磁转矩特性曲线,揭示了有刷双馈电机运行的原理和特性,阐明了有刷双馈电机在转速不变时所仍具有的负载自适应特点。结合实际电机参数,阐述了该电机模型和理论分析对电机设计及其运行调节控制的指导作用。     

笼型转子无刷双馈电机等效电路的分析及应用

无刷双馈电机作为一种新型交流电机,在电动机变频调速控制以及发电机变速恒频控制领域具有广阔的应用前景,然而其结构、电磁关系、运行特性都比常规电机更加复杂。为了研究该电机的运行特性,本文从笼型转子结构的无刷双馈电机基本电磁关系出发,运用电机学的基本理论和方法,推导了其的电压基本方程,经过频率归算和绕组归算,得到笼型转子无刷双馈电机的通用等效电路和相量图,进而得到了该电机在自然同步和异步运行模式下的等效电路。在此基础上,利用VB编程进行了该电机的电磁设计,通过计算得到了等效电路中的各个参数值,并利用Matlab对该电机不同运行模式下的运行性能进行了仿真分析,说明了等效电路及其参数值的正确性。     

笼型转子无刷双馈电机等效电路及电磁转矩

无刷双馈电机是一种性能优良的新型感应电机。经过频率和绕组归算得出笼形转子无刷双馈电机的通用等效电路。等效电路对电动状态和发电状态都适用。在此基础上，得出了双馈电机在自然同步和异步特殊运行模式下的等效电路，然后根据等效电路得出了电磁转矩计算公式。它利用了最新的笼形转子无出线电流检测技术。     

无刷双馈电机研究综述与展望

无刷双馈电机具有结构可靠、变频器容量小等优势,非常适合灵活运行于防爆、易燃等特殊或极端工况,近年来受到广泛关注。该文根据无刷双馈电机的基本工作原理,明确了该类电机的命名原则与规范名称;总结了现有定转子方案的结构及性能特点,综合考虑性能指标与结构工艺,提出了转子双套绕组的发展方向;梳理了无刷双馈电机的稳态等效电路模型及基于各类数学模型的优化设计方法,针对现存难以完整考虑不同转速工况性能的不足,阐明了利用新型同步-异步相串联等效电路进行优化设计的思路;对比分析了经典及新近出现的无刷双馈电机控制系统拓扑和控制策略特点,面向典型电动、发电工况建立了完整的电机及控制系统。最后,对无刷双馈电机的上述理论研究问题及工业应用的发展方向进行了总结阐述,为该类电机的深入研究及加快推广应用提供参考和指导。     

深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性研究

通过加工深槽优化改进传统的普通凸极转子结构,得到了深槽式凸极转子无刷双馈电机,对普通凸极转子和深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性进行了仿真,得到了从单馈异步运行方式牵入到同步、亚同步和超同步运行方式的过渡过程以及从空载到负载运行的转速和转矩波形,经过对比分析,验证了深槽式凸极转子无刷双馈电机设计的合理性。     

8/4极磁障转子无刷双馈电机

在阐述无刷双馈电机的组成、工作原理的基础上,基于场路耦合有限元法,深分析了电机功率为450k W、8/4极的磁障转子无刷双馈电机起动、空载及负载情况下的运行特点,并对磁障转子无刷双馈电机的异步起动、同步运行及双馈运行进行分析及实验。仿真和实验验证了该磁障转子无刷双馈电机的可行性和实用性。     

基于Matlab的无刷双馈磁阻电机建模与仿真

从无刷双馈磁阻电机(BDFRM)的d-q轴数学模型出发,利用Simulink中的S-function函数模块,构造无刷双馈磁阻电机数学仿真模型,并利用该模型对无刷双馈电机的三种运行方式进行仿真.仿真的结果分析表明了无刷双馈磁阻电机同时具有同步、异步和绕线转子双馈电机等三种电机的动态特性;另外也验证了仿真模型的正确性,这就为研究无刷双馈磁阻电机的闭环控制奠定了基础.     

深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性研究

通过深槽加工优化改进传统的普通凸极转子结构,得到了深槽式凸极转子无刷双馈电机。对普通凸极转子和深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性进行了仿真,得到了从单馈异步运行方式牵入到同步、亚同步和超同步运行方式的过渡过程以及从空载到负载运行的转速和转矩波形。经过优化前后对比分析,验证了深槽式凸极转子无刷双馈电机设计的合理性。     

磁阻型无刷双馈电机的损耗及温升分析

无刷双馈电机作为近年来发展起来的一种新型交流调速电机,已经得到广泛研究,由于电机具备无电刷、结构简单、运行可靠、功率因数可控、变频器的容量较小等优点。无刷双馈磁阻作为一种新型的交流电机,在变速恒频风力发电系统和交流传动节能系统具有广泛的应用前景。针对一种径向叠片磁阻转子的新型无刷双馈电机,运用软件建立其仿真模型,对其损耗进行研究,并分析温度分布,证实了此种磁阻型无刷双馈电机具有良好的工作性能。     

无刷双馈磁阻电机的等效电路与稳态特性分析

无刷双馈电机的定子具有极数和供电频率皆不相同的功率绕组和控制绕组,难以采用传统感应电机的等效电路进行稳态特性分析。根据两套定子绕组的电磁耦合关系特点,提出一种基于频率归算而无需进行极数归算的无刷双馈磁阻电机的等效电路。该等效电路与传统感应电机等效电路具有相似的形式,可用于无刷双馈电机稳态特性分析。文中介绍了采用该等效电路对一台5kW轴向叠片磁阻转子无刷双馈电机的稳态特性分析。仿真结果与实验结果相吻合,从而证明了所提出的磁阻转子无刷双馈等效电路的正确性和实用性。     

不同转子结构无刷双馈电机稳态运行特性的对比实验研究

笼型和磁阻转子是无刷双馈电机常用的两种转子结构型式，为了对比研究不同转子结构对该种电机稳态运行特性的影响，研制了具有同一定子和两个不同结构转子的实验样机，并进行了对比实验研究。实验结果表明，各向异性轴向叠片的ALA（Axially Laminated Anisotropic）磁阻转子无刷双馈电机具有较好的同步和双馈调速特性，而笼型转子无刷双馈电机具有较好的起动和异步运行特性。     

绕线转子无刷双馈电机‘Π’型等效电路

等效电路是电机性能分析的重要工具。由于无刷双馈电机为多耦合系统,传统等效电路计算复杂,该文提出了无刷双馈电机更简洁的‘Π’型等效电路,为这种电机的性能分析提供了简单有效的方法。首先根据感应电机基本原理,引出了无刷双馈电机的基本等效电路,考虑无刷双馈电机具体适用工况,将基本等效电路参数均折算到控制绕组。然后,在控制绕组为参考的等效电路基础上,通过电路等效,导出无刷双馈电机的‘Π’型等效电路。进一步对绕线转子无刷双馈电机等效电路的参数获得进行研究,讨论了使用解析法需要注意的地方;并提出用试验直接测定无刷双馈电机基本电路参数的办法。最后,在60k W绕线转子无刷双馈电机样机平台上进行试验,试验结果验证了‘Π’型等效电路的有效性,及参数计算、测试方法的正确性。     

无刷双馈电机电动状态下的能量分析

无刷双馈电机作为一种新颖电机,无论是电机结构还是运行特性都有其特殊性。从电机稳态模型出发,分析了无刷双馈电机作为调还电动机在各种不同转速范围内定、转子间的能量传递关系,为无刷双馈电机的绕组容量设计以及变频器容量的选择方面提供依据。     

齿谐波法设计的无刷双馈发电机运行范围

转子绕组采用齿谐波法设计的无刷双馈电机在变速恒频发电领域有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于电机运行的可靠性。要实现电机可靠运行,则必须考虑电机能可靠运行的约束条件。约束条件主要包含运行时电机的电负荷、磁负荷和变频器容量等。根据齿谐波法绕线转子无刷双馈发电机在船用轴带领域的实际工况,依据绕线转子无刷双馈电机全电路模型,对轴带发电机电负荷的组成及其对电机温升的影响、磁负荷选择的依据和变频器容量的选择等进行了分析,推导了绕线转子无刷双馈发电机可靠运行的范围。计算和样机实验对比验证了结论的正确性。     

无刷双馈电机的电磁结构分析

无刷双馈电机作为一种可作电动机或发电机运行的异、同步通用交流电机,无论是工作原理还是其结构特点都有其特殊性。本文从鼠笼式无刷双馈电机稳定运行时定转子电流产生的磁势入手,分析了刷双馈电机的工作原理,阐述了定转子结构的设计特点,为无刷双馈电机的设计提供了理论依据。     

无刷双馈电机等效电路参数的实验测量

给出一种基于实验测量确定无刷双馈电机等效电路中各参数的方法。根据不同运行状态下的不同等效电路,列写回路电压方程,通过推导,得到等效电路中参数的解。以一台15 k W类鼠笼转子无刷双馈电机样机为例,得到无刷双馈电机折算到功率绕组侧等效电路中的参数值。通过与仿真得到的T-n曲线以及实验得到的稳定运行区的T-n曲线段进行对比,验证了该方法的正确性。     

磁障转子无刷双馈电机变速恒频运行特性

在分析了无刷双馈电机运行机理的基础上,以功率5 kW、6/2极的磁阻转子的无刷双馈发电机为例,利用MAXWELL有限元软件,分析了电机并网及变速恒频运行特性,并对无刷双馈发电机进行了变速恒频发电的开环实验。仿真和实验结果证明,该电机在风力发电中有变速恒频发电的可行性。     

无刷双馈调速电机的参数计算

本文对无刷双馈调速电机的定转子绕组参数进行了分析和计算,将转子绕组折算成三相,结合无刷双馈电机的等效电路,可以对无刷调速电机的稳态运行性能进行分析和计算,为该类电机设计计算提供了有力的理论工具。     

磁障转子无刷双馈电机的异步双馈调速特性研究

基于无刷双馈电机的磁场调制机理,阐述无刷双馈电机异步双馈运行的工作原理。根据场路耦合法,通过调节控制绕组外接电阻值,对磁障转子无刷双馈电机的异步双馈运行进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明,磁障转子无刷双馈电机的转速在异步双馈运行下仍满足对无刷双馈电机的性能要求。     

级联式无刷双馈电机的建模与仿真

对级联式无刷双馈电机的结构与原理进行了介绍,推导了该电机在转子速旋转坐标系下的d-q模型。基于该数学模型,在Matlab/Simulink环境下,编写S函数,建立了级联式无刷双馈电机的仿真模型,并对电机的一些运行特性进行了仿真。为该类电机进一步用于变速恒频风力发电领域的研究打下理论基础和提供仿真模块。