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。     

笼型转子无刷双馈电机的电磁分析和等效电路

无刷双馈电机是一种适用于变频调速的新型感应电机,其结构和工作原理与普通交流电机不同.本文分析了具有笼型转子电机的基本电磁关系,提出了用电动势来等效机械负载的新频率折算方法.在此基础上,建立了一个通用的等效电路模型,它不仅适用于电动状态下的特性分析,而且适用于对发电机的分析.利用该等效电路,对电机的特性进行了分析和仿真.仿真和实验结果的一致性,证明了本文提出的电路模型和计算方法的正确性.     

笼型转子无刷双馈电机特性分析

分析了无刷双馈电机的功率角δ与控制绕组abc坐标系电压初相角的关系,利用无刷双馈电机的d-q数学模型搭建了仿真模型,计算了在亚同步、超同步不同运行状态下的矩角特性.     

笼型无刷双馈电机转子磁场分析

无刷双馈电机实现机电能量转换的基础在于转子磁场中不同频率的磁场与定子绕组磁场的相瓦作用,因而研究转子磁场的产生、组成和特点,对于无刷双馈电机的研究具有重要意义.考虑到无刷双馈电机独特的转子结构,分析了气隙中存在两种不同极数的定子旋转磁场时,转子感应电流所产生的磁场解析解,并据此对转子磁场波形、谐波成分等进行了研究.     

笼型转子无刷双馈电机有限元分析

在阐述无刷双馈电机原理的基础上,推导了其双馈运行时控制绕组的调频范围。在Ansoft/Maxwell环境下建立了回路型、带公共笼条无公共端环和有公共端环三种不同转子结构的无刷双馈电机有限元分析模型,分别对三种不同转子结构BDFM双馈运行状态时控制绕组加不同压频比及相同压频比时的动态特性,以及同步运行状态时控制绕组加不同电压时三种BDFM的动态特性进行仿真,并进行比对分析,为进一步研究无刷双馈电机奠定理论基础。     

无刷双馈电机笼型转子磁场调制能力分析

笼型转子无刷双馈电机(BDFM)由于其简单且特殊的转子结构,使得转子磁场谐波含量大,直接影响转子的磁场调制能力。从电机内部磁场入手,提出了一种快速计算BDFM转子磁场的方法,分析了转子磁场与转子短路环个数及短路环分布的关系。以短路环个数及短路环分布跨距为参数,建立MATLAB计算程序对转子磁场调制能力进行分析,研究了转子的极限调制能力。最后,通过Flux电磁场有限元分析软件建立电机模型并对所提方法进行了验证。研究结果有助于优化转子结构设计。     

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。     

笼型无刷双馈电机转子导条优化设计

针对笼型无刷双馈电机转子设计方法不完善的问题,从分析笼型无刷双馈电机的内部磁场入手,推导了无刷双馈电机在稳态运行时转子电流的解析表达式,利用迭代法在考虑转子电阻的情况下选择最合适的转子导条截面积,为笼型无刷双馈电机的转子设计提供了理论依据。通过有限元仿真,验证了理论推导的正确性。研究结果不仅有助于在设计时快速计算笼型无刷双馈电机转子电流,也有助于优化转子结构设计。     

绕线转子无刷双馈电机的链型等效电路模型

为了建立准确的无刷双馈电机等效电路和分析谐波对电机性能的影响,从该类电机的基本电磁关系出发,在其基波等效电路的基础上,提出谐波等效电路,建立考虑谐波影响后的链型等效电路模型,并给出该等效电路模型中参数的计算公式和状态方程。以一台实际的绕线转子无刷双馈电机为例,利用链型等效电路模型,对样机的机械特性进行计算,并和基波等效电路模型的计算结果、实验结果进行对比分析。样机的计算结果和实验结果对比表明,本文给出的等效电路模型和计算方法是正确的。     

磁阻和笼型转子无刷双馈电机的统一等效电路和转矩公式

无刷双馈电机是一种适用于变频调速系统使用的新型电机、其结构型式和工作原理与传统交流电机相比具有较大差异。文中采用传统的电机分析方法,分别建立了具有不同转子结构型式无刷双馈电机的数学模型,导出了其等效电路和电磁转矩相同的表达式,并对等效电路中的电感参数进行了实验验证。     

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。     

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...     

笼型无刷双馈电机转子的优化设计与有限元分析

分析了无刷双馈电机的运行原理，对电机的定、转子结构进行了设计。以（3＋1）对极的笼型电机为例，分析其转子结构的优化设计方案。使用ANSOFT有限元软件，利用二维磁场分析了这种笼型转子结构的磁场分布和谐波频谱，对各种优化方案进行了比较。     

笼型转子无刷双馈电机的无功功率和稳定性

提高电机功率因数和稳定性是无刷双馈电机(BDFM)控制的主要目的,准确的数学模型是实现BDFM控制的理论基础.在详细分析BDFM电磁关系的基础上,提出转子磁场的非理想转换概念,建立相应的电路模型.利用直轴交轴理论推导出BDFM的无功功率和稳定区间的数学表达式.分析发现,改变控制电压大小可以调节功率绕组功率因数,提高电机磁场极数转换效率是增大控制电压稳定区间的有效途径.通过样机实验验证了理论分析和结论的正确性.     

笼型转子无刷双馈电机的动态特性仿真

无刷双馈电机在结构上与传统交流电机有较大的不同。本文介绍了对笼型转了无刷双馈电机的结构,原理与运行方式,建立了该种电机通用的数学模型,给出了参数计算方法,并对一台（４＋２）极无刷双馈电机的多种运行方式进行了仿真研究。     

笼形转子无刷双馈电机启动特性分析

无刷双馈电机在启动过程中受到功率绕组和控制绕组产生的异步转矩的综合作用,使得电机启动过程比较复杂,而采用合理的启动方法是改善BDFM启动性能的根本途径.在Matlab/Simulink环境下,利用BDFM的转子速坐标系下的d-q数学模型,对BDFM在不同启动方法下的启动性能进行了仿真分析,对比研究了异步启动、直流同步、亚同步以及超同步过渡过程中电流等参数的变化规律.研究结果表明:采用单馈异步启动的方法容易实现,但可能会产生较剧烈的振荡或失步现象,转动惯量和负载转矩等参数会影响电机异步启动后的稳定速度.双馈变频启动方法虽可实现平稳启动,但控制复杂.     

无刷双馈电机等效电路及运行状态分析

通过建立无刷双馈电机(BDFM)同步运行时的等效电路,将各电量分解为实部和虚部,推导了同步运行时的非线性数学方程,探讨了方程的求解方法.在等效电路的基础上,通过给定参数和输入条件,计算无刷双馈电机在控制绕组采用恒压频比控制方式下的输出转矩范围.仿真和实验结果证明,该等效电路能较好地反映无刷双馈电机同步运行时的运行状态,为分析计算提供了有效的工具,但是不能反映失步的问题,因此具有一定的局限性.     

分段式笼型转子无刷双馈电机的设计与分析

无刷双馈电机(BDFM)在风力发电系统中具有广阔的应用前景。其转子的磁场调制能力优劣直接影响着该类电机的功率密度和效率。基于笼型转子结构提出一种分段式笼型转子结构。介绍了BDFM的拓扑结构和变速恒频发电的基本原理,将几种笼型转子结构的BDFM进行有限元对比分析,深入研究转子导条间隔角度和导条层数对新型转子耦合能力的影响,确定了使得分段式笼型转子具有较强磁场调制能力的结构参数。结果表明:该新型转子结构在保证一定耦合能力的情况下,端部空间利用率更高,电机功率密度更大,且转子结构简单可靠、易于制造。     

笼障转子无刷双馈电机水冷系统设计

为了降低笼障转子无刷双馈电机的温升,进一步提高其功率密度,提出采用水冷方式替代风扇冷却对该种新型电机进行冷却系统设计。建立水冷系统解析计算模型,分别设计了轴向和螺旋两种水路结构,计算两种水路结构机壳表面温度,并对两种水路结构进行对比分析。选取无刷双馈电机周向1/6区域作为研究对象,建立三维稳态温度场物理模型,通过采用有限元方法计算了电机各部分的温升分布,并对结果进行详细分析。最后将有限元计算结果与解析结果进行对比,验证了螺旋水路冷却方案设计的有效性,为后续水冷样机的研制和进一步实验研究提供理论依据。     

笼型转子无刷双馈电机异步运行模式的实验研究

无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)通过改变控制绕组的联接与馈电方式,可实现异步、同步、双馈亚同步和超同步等多种不同运行方式。然而,目前尚缺乏对BDFM异步运行模式的详细研究。该文提出了BDFM"单馈异步"和"双馈异步"运行模式的概念,结合笼型转子BDFM的特点,阐述了两种异步运行模式的基本电磁关系,利用有限元分析得到了BDFM样机的气隙磁场波形,从而验证了两种运行模式均能产生恒定电磁转矩。通过对BDFM样机在两种异步运行模式下的有限元分析和实验数据对比,表明BDFM单馈异步运行模式与普通异步电动机的运行特性相类似,在双馈异步运行模式下转速仍满足BDFM的特征,且可通过改变控制绕组外串电阻实现调速运行。研究结果可为进一步深入研究BDFM的运行规律提供参考。