不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机研究

无刷双馈电机转子谐波含量大,导致电机损耗大、效率低,制约了其工业应用。为了解决这个问题,运用绕组齿谐波原理和正弦绕组原理,提出一种采用不等匝线圈设计转子结构的无刷双馈电机,并结合设计实例进行了详细分析。这种新结构能有效提高转子绕组在两种不同极对数下的导体利用率,并减少其它谐波含量。通过建模仿真和样机实验验证了结构设计的正确性。样机实验结果表明,不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机能克服传统无刷双馈电机存在导体利用率低、谐波含量大的问题,具有良好的性能指标。     

同心式转子结构无刷双馈电机的性能分析

无刷双馈电机设计时转子谐波含量较大,影响着电机性能。采用绕线式转子结构并利用齿谐波原理,设计的新型同心式转子结构的无刷双馈电机,能够很好地解决此问题。阐述齿谐波原理,并以一台绕线式无刷双馈电机为例,具体分析同心式转子绕组的磁动势。利用有限元仿真软件建模仿真。对无刷双馈电机发电运行时,电机磁密分布、气隙磁密谐波和不同转速下功率绕组电压波形在仿真和样机实验时的结果进行分析,验证同心式转子绕组能调制磁场和降低气隙谐波,使无刷双馈电机具有良好的性能指标。     

多跨距无刷双馈电机转子绕组设计及特性分析

针对无刷双馈电机谐波大,效率低的问题,基于齿谐波原理和不等匝绕组理论,提出一种基于混合式转子结构的多跨距复合式的无刷双馈发电机转子设计方案,这一具有磁阻效应的混合式转子绕组结构能有效的提高转子导体利用率,提高无刷双馈电机功率绕组的输出功率,并能显著降低与无刷双馈电机两种主要基波极对数相近的谐波含量,对于降低无刷双馈电机绕组谐波含量提高整机效率提供了参考.最后以一台450 kW电机为例具体介绍了多跨距复合式转子绕组的设计方法,并通过建立有限元模型进行具体分析,通过与双正弦绕组的无刷双馈电机在磁场分布,气隙磁密谐波情况及电机输出功率的对比分析,结果表明多跨距复合式转子结构的无刷双馈电机具有良好的整机性能.     

700kW船用轴带无刷双馈发电机的设计与测试

无刷双馈发电机转子绕组谐波含量大,导致发电机损耗大、效率低,制约了其工业应用。为解决此问题,运用绕组齿谐波原理和正弦绕组理论,提出一种采用多节距不等匝多层线圈设计转子绕组的无刷双馈发电机,并结合设计实例进行了详细分析。这种新结构能有效提高转子绕组的导体利用率,并减少除了两种主要极对数之外的其他谐波含量。通过有限元建模仿真和样机实验验证了结构设计的正确性。样机实验结果表明,所提出的多节距不等匝多层线圈转子结构的无刷双馈发电机具有良好的性能指标。     

绕线式无刷双馈电机转子绕组设计

无刷双馈电机的转子结构有笼型、磁阻型和绕线型三种类型.为解决笼型转子所存在的谐波含量大的问题,提出了新的无刷双馈电机的转子绕组结构和相应的转子绕组接线方武,即根据"齿谐波"原理和"变极法"原理设计绕线转子绕组;给出了具体的转子绕组实例并进行了分析.根据所介绍的原理设计出的无刷双馈电机转子绕组方案,能保证绕组分布系数高,谐波含量小.     

新型混合式转子无刷双馈电机

具有磁阻效应的绕线式转子无刷双馈电机是一种新型电机,它利用了磁阻式转子的磁通导向作用和绕线式转子接线灵活的特点,具有转子耦合能力强、磁动势高次谐波含量低、电机输出功率密度高等优点。文中介绍这一新型混合式转子结构,并对基于该结构的无刷双馈电机在转子侧无绕组时电机的磁阻效应,以及在转子侧无磁阻效应时新绕组结构电机的电磁性能进行了分析。对定子侧结构相同、控制绕组侧施加相同激励情况下,采用新型混合式转子、双正弦绕线式转子的两种转子结构的无刷双馈电机进行了研究,对比了电机的气隙磁场、电机系统输出功率和电机效率。通过实验与仿真结果对采用新型混合式设计电机的动态性能进行了研究,验证了样机仿真结果的正确性,同时试验结果也表明新型混合式无刷发电机性能的优越性。     

磁阻式无刷双馈电机的转子结构及其性能分析

把磁阻式结构与绕线式转子结构相结合,提出一种具有磁阻式无刷双馈电机的转子结构。该转子结构既保持了绕线式转子绕线接线方式的灵活性,又发挥了磁阻式转子对磁通的导向作用,改善了电机的磁场调制效果,可以很好地实现转子与定子两套绕组耦合能力实现最大化。对磁阻式转子结构的无刷双馈电机的设计原理和方法进行了详细分析,以一台30k W样机为例说明了磁阻式无刷双馈电机的功率分配曲线、气隙磁通密度曲线和电机效率,并与磁障结构的磁阻式、加入笼条的磁阻式转子无刷双馈电机在同等条件下的电机输出功率作对比。最后对无刷双馈发电系统的动态特性进行样机实验,实验结果表明采用该方法设计的磁阻式无刷双馈电机具有优良的性能。     

基于变极绕组的无刷双馈电机起动 特性研究

利用"复合线圈"原理提出一种转子绕组自增阻结构。通过分析样机的定、转子绕组联结方式,说明了由变极绕组原理设计的定子绕组对样机起动状态到运行状态的切换作用;详细地阐述了自增阻结构在样机起动时可以有效增大转子电阻折算值并在样机运行时恢复正常的原理。在不同负载工况下,利用有限元仿真和样机实验对样机自起动特性和样机异步起动方式的起动特性进行仿真分析与对比。仿真与实验结果表明转子绕组采用自增阻结构设计的无刷双馈电机克服了传统无刷双馈电机存在的起动电流大、转矩小的问题,具有良好的起动特性,适用于需要频繁起动的场合。     

差调制无刷双馈电机转子绕组设计及性能分析

针对传统无刷双馈电机转子耦合能力差、谐波含量高,导致电机功率密度偏低的问题,提出一种磁场"差调制"条件下运行的无刷双馈发电机转子绕组的通用设计方法.介绍了磁场"差调制"和"和调制"两种无刷双馈电机的工作原理,给出了磁场"差调制"无刷双馈电机转子绕组的设计实例,与6联等匝转子绕组的性能进行了对比,并以1/5对极无刷双馈发...     

一种转子绕组采用变极法设计的新型无刷双馈电机

无刷双馈变频调速电机的转子结构，目前研究的有磁阻和特殊笼型两种类型。其中特殊笼型转子被认为最有可能应用于大容量电机。但是，这种特殊笼型转子绕组是依据“共轭”原理设计的，导体利用率低，谐波含量大，因而性能还达不到实用要求。为解决这个问题，提出了一种不同于上述两种转子结构的新型转子绕组，即根据“变极法”设计的绕线型转子绕组。这种新型绕组利用其中两种不同极对数p和q对应感应电势在理论上可以有不同电回路的特点，对转子导体进行“重复利用”，从而具有较高的利用率和低的谐波含量。采用这种绕组的双馈电动机可以如同常规电机那样运行，只是在需要时才进入变频调速态工作，变频器可采用普通变频器。文中列出了这种新型绕组几种可能的连接方式，并对其工作原理进行了说明，最后，给出了应用这种绕组双馈电机空载下的调速实验结果。     

复合线圈结构无刷双馈电动机的变极起动研究

为解决绕线式无刷双馈电动机的起动电流大和起动转矩小的问题,提出一种转子绕组采用无感线圈设计的新型绕线式无刷双馈电动机。首先从理论上详细介绍了电机变极起动的原理和复合绕组的概念,在此基础上设计并制造了一台新型复合线圈结构无刷双馈电动机实验样机,并针对电机不同起动方式下的起动电流和起动转矩进行了研究。通过对样机进行有限元建模仿真与试验验证了转子绕组设计的正确性。仿真与试验结果表明,采用复合线圈结构的无刷双馈电动机具起动电流小、起动转矩大、起动迅速等特点,适用于需要频繁起动的场合,具有优良的性能。     

一种基于"极幅调制"原理的无刷双馈电机绕线转子排布方法

传统的无刷双馈电机特殊笼型转子存在谐波含量大,导体利用率低的问题,而绕线转子接法灵活,有望改善转子性能,从而提高电机的运行性能.本文提出了一种基于"极幅调制"原理的无刷双馈电机绕线转子的排布方法,该方法可以借鉴交流绕组的变极理论,并通过经典的"对称轴线法"来具体实现,具有概念清晰,设计灵活的优点.给出了该排布方法的基本原理和实现步骤,并结合一个72槽8/4极的设计方案来具体说明.     

无刷双馈电机的发展及其结构原理应用综述

介绍了无刷双馈电机的发展进程及国内高校目前对无刷双馈电机研究的现状,剖析了无刷双馈电机的原理及其结构,对不同结构的定转子优、缺点进行了总结并阐述了无刷双馈电机的应用情况,指出了无刷双馈电机需要在定子绕组、转子绕组的设计上进一步优化,减少转子产生的谐波对电机运行的影响,使其运行过程更加节能稳定。     

深槽式笼型转子无刷双馈电机的仿真分析

针对笼型转子无刷双馈电机转子磁场调制能力差、电机效率低特点,利用Ansofi软件对一种新型深槽式笼型转子无刷双馈电机进行建模仿真,得出电机磁力线分布图,气隙磁通密度波形,再利用MATLAB软件计算出气隙磁通谐波含量,与具有较好磁场调制能力的凸极加导条转子无刷双馈电机的仿真结果进行分析对比,得出深槽式笼型转子结构简单可靠...     

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。     

等距笼型转子无刷双馈电机的有限元分析

针对笼型无刷双馈电机的效率较低的问题进行研究,电机效率与转子磁场极数转换效率和转子漏阻抗参数相关,对转子结构进行优化设计是提高电机性能的根本途径。在分析现有笼型转子的特性基础上,提出等距笼型的新转子结构。新转子具有公共端环和独立叠式转子导体回路,每个转子导体回路的节距相等。利用ANSYS软件对不同笼型转子结构的磁场进行有限元分析,计算出转子磁动势谐波含量和转子漏阻抗参数。结果表明,新转子结构无刷双馈电机的转子电阻和漏电抗小,与定子功率绕组和控制绕组极数相对应的转子谐波磁场含量高,其他高次谐波磁场含量低。     

无刷双馈电机变极起动性能的研究

针对常规无刷双馈电机起动性能较弱的问题,本文将变极原理及复合线圈原理引入到无刷双馈电机的转子设计中来,该转子结构在起动时通过自增阻机制提高了起动转矩、降低了起动电流。并通过有限元仿真与样机试验将复合线圈设计的变极起动样机与无刷双馈电机的异步起动作对比。仿真及试验表明了采用复合线圈变极起动的转子结构可以有效改善无刷双馈电机的起动性能。     

4/8极无刷双馈电机的转子绕组设计

在变速恒频发电和变频调速等应用领域,采用无刷双馈电机加变频器的方案有着很多的优点,如变频器容量小、系统效率高、可靠性高等。无刷双馈电机的转子采用绕线转子结构具有谐波含量小、成本低、设计方法灵活等优点,容易做到使两种极对数的绕组磁势均为正弦形。本文提出了一种基于磁势叠加原理的绕线转子无刷双馈电机的转子绕组设计方法,该方法采用一套绕组"重复利用"的方式得到了两种不同极数且旋转方向相反的磁势。该方法可以实现这两种极数转子磁势幅值的任意比,从而为优化设计提供了可行性。本文研究了转子绕组的两个优化设计原则:转矩密度最大原则和转子铜耗最小原则,分析了转子铁耗和电磁振动问题。在此基础上设计了一台64 k W的4/8极绕线转子无刷双馈发电机并进行了实验研究。实验结果证明了所提出设计方法的正确性。     

绕线式转子无刷双馈电机单机发电控制研究

无刷双馈电机作为独立电源应用非常广泛,其控制规律有别于并网控制。以绕线式转子无刷双馈电机为例研究BDFM单机独立运行原理,以及其控制系统独特结构。为满足作为独立电源时功率绕组发出电压幅值和频率的恒定要求,探讨了采用功率绕组发电电压幅值和频率闭环的控制系统原理。对其单机发电运行各种状态进行了仿真研究。采用64kW样机和研制标量控制系统进行了实验,实验结果也证实这种控制策略的正确性。     

基于复合线圈结构的新型无刷双馈电机的起动性能研究

由于无刷双馈电动机存在起动电流大、起动转矩小的不足,导致电机起动性能达不到工业应用要求。为了解决这一问题,提出一种转子绕组采用复合线圈组和变极法设计的无刷双馈电机,并结合设计实例进行详细分析。这种转子结构使得电机在起动工况下增大转子绕组电阻折算值,从而有效地降低起动电流和提高起动转矩。通过建模仿真对复合线圈组转子结构的起动性能、普通线圈转子结构起动性能和无刷双馈电机异步起动方式的起动性能进行研究,对比3种情况下的起动电流、起动转矩和起动时的饱和情况。样机试验结果表明,转子绕组采用复合线圈组结构的无刷双馈电动机具有起动电流小、起动转矩大的特点,有效地改善了无刷双馈电机的起动性能。