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。     

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.     

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。     

新型绕线式转子结构无刷双馈电机的磁场调制机理分析

介绍了一种转子绕组绕线式结构的无刷双馈电机磁场调制原理,分析了电机定子2P和2C极绕组及其在转子绕组中产生磁动势,推导出电机稳定运行条件。对特殊笼形、磁阻式转子结构磁场调制机理也作了介绍,对不同转子结构调制原理进行了对比。     

绕线转子无刷双馈电机的d-q轴数学模型

在阐述绕线转子无刷双馈电机的定子绕组、转子绕组结构和静止a-b-c轴数学模型的基础上,推导出电机的d-q轴数学模型。这种电机模型建立在一个任意d-q轴坐标系下,使用起来方便,消除定子绕组和转子绕组之间互感矩阵的时变系数,缩短计算时间,有利于控制方法的实现,适用于绕线转子无刷双馈电机动态和稳态性能的分析研究。d-q轴数学模型的参数能根据电机的设计几何尺寸和经验公式得到。通过仿真分析结果和实验数据的对比,验证了任意d-q轴数学模型的正确性。绕线转子无刷双馈电机任意d-q轴数学模型的建立为电机性能分析和控制策略的研究奠定基础。     

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。     

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.     

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.     

双馈电机数学模型及运行性能比对分析

从有刷双馈电机的原理出发,分析了级联式、鼠笼式和磁阻式无刷双馈电机的原理,从电机的结构、数学模型、运行性能角度指出了它们之间的内在联系。当不考虑级联式、鼠笼式无刷双馈电机的转子绕组电阻时,这些电机在不同坐标系下的磁链方程与电压方程结构形式完全相同。级联式、鼠笼式、磁阻式无刷双馈电机虽然实现了无刷,但存在其它的不足,耗材量增加,结构相对复杂,能量间接传递,不同旋转频率的磁场叠加。     

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。     

磁障转子无刷双馈电机

为了研究在转子铁心中引入磁障对磁阻转子无刷双馈电机性能的影响,基于场路耦合有限元分析,对比研究了转子极弧系数与磁障数量及结构参数对无刷双馈磁阻电机性能的影响,并在此基础上,提出了一种结构简单、性能较好的无刷双馈磁障转子设计方案。通过样机实验,验证了该磁障转子无刷双馈电机的设计方法及其双馈运行特性。理论分析和实验研究结果表明:在电机结构尺寸相同情况下,通过在转子铁心中适当引入磁障,可以有效地改善磁阻转子无刷双馈电机的性能,并使其保留普通磁阻转子结构简单和成本低廉的优点。     

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。     

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...     

绕线转子无刷双馈发电机的计算机辅助设计系统

本文为了准确且快速分析计算无刷双馈发电机的稳态性能,基于传统三相电机的电磁设计程序和无刷双馈电机的等效电路,开发了采用C语言软件的绕线式无刷双馈电机计算机辅助设计系统。此系统可以计算在不同转速和控制电压下的电机性能。通过对实验数据和计算结果进行对比,证明了此设计系统计算结果的准确性,为绕线转子无刷双馈电机的计算机设计提供了高效便利方法。     

一种具有不等匝数同心式转子绕组的无刷双馈电机

为了改善无刷双馈电机转子谐波含量大、导体利用率低的缺点,基于齿谐波原理提出了一种采用不等匝数同心式转子绕组的无刷双馈电机。对该绕组的设计原理、方法以及谐波磁动势计算进行了分析,推导出了适用于各种绕组分布系数的计算方法,给出了一个绕组设计示例进行说明,利用绕组的设计原理制造了一台新型不等匝数同心式转子绕组的无刷双馈电机实验样机,并针对转子绕组的低谐波含量特性进行了研究。为了验证转子绕组设计的正确性,对样机进行有限元建模仿真与实验。仿真与实验结果表明,采用不等匝数同心式转子绕组设计的无刷双馈电机转子谐波含量低、导体利用率高,具有优良的性能。     

凸极与轴向叠片(ALA)磁阻式无刷双馈电机电磁场对比分析

该文对凸极式与轴向叠片磁阻式无刷双馈电机进行电磁场计算,给出线性与非线性条件下功率绕组与控制绕组电感参数波形,并计算出电感参数、功率绕组电压与极弧系数、导磁迭片与非导磁迭片厚度比关系曲线。将这两种电机进行了对比分析,在相同的定子结构、绕组排布、气隙长度及相同的运行条件下,轴向叠片式无刷双馈电机空载电压值比凸极式无刷双馈电机明显要大,可以提高30%。     

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。     

变极法设计无刷双馈电机绕线转子的研究

为提高无刷双馈电机绕线转子绕组与定子上不同极对数的功率绕组和控制绕组的电磁耦合能力,改善电机性能,采用变极法设计了一种3Y/3Y型绕线转子绕组。介绍了该转子的结构和设计原则,该转子绕组的9条并联支路连接成对应两种极对数的两种3Y连接方式,且这两个3Y结构反相序连接。给出了依据该方法设计的一种5/2对极绕线转子实例,该设计方案不仅使得两种极对数下的绕组系数都较高,而且都是对称的。通过电磁场有限元仿真得出了不同绕组的感应电动势波形。仿真结果表明,采用变极法设计的3Y/3Y型绕线转子,定子绕组的感应电动势谐波含量低。该研究为无刷双馈电机绕线转子的设计提供了一种可行方案。     

磁障转子无刷双馈电机运行特性及实验研究

针对普通凸极磁阻转子无刷双馈电机的转子耦合能力差、效率低的问题,提出一种结构简单、性能良好的磁障转子结构,设计了额定功率为5kW、6/2极的转子带磁障的无刷双馈磁阻电机,运用有限元法分析了转子带磁障无刷双馈磁阻电机的电动和发电运行特性,在此基础上,对转子带磁障的无刷双馈电机进行了变速恒频发电的开环实验。理论分析和实验研究结果表明:适当在转子铁心中加入磁障,可以有效改善转子带磁障的无刷双馈磁阻电机的性能,同时又保留普通凸极磁阻转子结构简单和成本低廉的优点,为今后设计大功率磁障转子无刷双馈磁阻电机提供有价值的参考依据。