无刷双馈电机等效电路模型与特性分析

无刷双馈电机因其较高的可靠性以及较小的变换器容量受到了广泛的关注,特别是在变速恒频发电以及变速驱动等领域有着广泛的应用前景。而绕线式无刷双馈电机由于其较小的谐波含量,在众多转子结构形式中脱颖而出。目前已有文献对无刷双馈电机的理论研究不足,还没有能够全面、准确地阐述其运行原理及特性的分析模型。该文从电机物理模型出发,建立了全部折算到转子侧的无刷双馈电机等效电路模型——异步–同步相串联的等效电路模型,应用该模型进行了电机的运行特性分析,阐明了无刷双馈电机所具有的异步特性、同步特性以及两者的叠加特性,得出了相应的特性曲线,特别是电磁转矩特性曲线。分析结果表明,无刷双馈电机的特性相当于两台有刷双馈电机的串联耦合所得到的特性,即两对异步–同步特性的串联叠加。结合对实际无刷双馈电机设计方案的分析计算,进一步阐述了该电路模型对无刷双馈电机设计及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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

无刷双馈调速电机运行范围的分析

无刷双馈电机通过改变控制绕组上的供电方式,可以实现自起动、同步、异步、双馈等多种运行方式。文章分析了无刷双馈电机在控制绕组上外加的电压或电流的最大值发生变化时,电机的稳定运行范围的变化规律,为设计、运行和选用无刷双馈电机提供了依据。     

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。     

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。     

无刷双馈电机起动与运行特性研究

基于无刷双馈电机的工作原理,对d-q轴坐标系下的数学模型进行了分析;采用Mat-lab/Simulink对无刷双馈电机控制系统的起动和运行特性进行了仿真研究。详细分析了无刷双馈电机在异步起动、超同步运行、直流同步运行、亚同步运行、带载运行这几种运行状态下的仿真结果,为今后进一步研究无刷双馈电机控制策略提供理论和仿真依据。     

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.     

笼式无刷双馈风力发电机的设计及仿真分析

无刷双馈电机是一种新型的变频调速电机,在风力发电方面有着广阔的应用前景。在传统异步电机设计的基础上提出了笼式无刷双馈电机定、转子结构的设计方法。通过使用MATLAB仿真分析软件,对无刷双馈电机在单馈、双馈状态发电情况下的动、静态特性进行了分析,验证了无刷双馈电机设计参数及仿真模型的正确性。     

笼式无刷双馈风力发电机的设计及仿真分析

无刷双馈电机是一种新型的变频调速电机,在风力发电方面有着广阔的应用前景。在传统异步电机设计的基础上提出了笼式无刷双馈电机定、转子结构的设计方法。通过使用MATLAB仿真分析软件,对无刷双馈电机在单馈、双馈状态发电情况下的动、静态特性进行了分析,验证了无刷双馈电机设计参数及仿真模型的正确性。     

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。     

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。     

一种新型直线电机的设计与仿真

将传统无刷双馈电机的原理应用于直线电机,提出一种新型电机即直线无刷双馈电机。阐述了该电机的工作原理,利用有限元仿真软件对一台采用特殊笼型动子的直线无刷双馈电机进行建模仿真,得出仿真结果(包括电机的磁力线分布、电机动子移动速度与动子和定子绕组频率之间的对应关系、电机的气隙磁密谐波分析以及电机的的功率与效率分析)与理论分析相一致,从而证明了直线无刷双馈电机的合理性及可行性,为无刷双馈原理在直线电机中的应用提供理论指导。     

基于一种新型变极无刷双馈电机的控制系统仿真

这种新型的无刷双馈电机转子采用变极原理设计.建立无刷双馈电机的双轴模型,利用该数学模型建立起无刷双馈电机调速系统的仿真模型,进行动态仿真,针对起动过程中产生的过大电流,研究了采用软起动对电机起动过程的影响.     

级联式无刷双馈电机基本原理探讨

作为无刷双馈电机的原型,级联式无刷双馈电机对无刷双馈电机的研究具有基础性的指导意义。从交流电机的基本理论出发,详细阐述了级联式无刷双馈电机的基本原理,指出级联式无刷双馈电机与双馈电机是两种截然不同的电机。