无刷双馈变频调速电机的原理分析

目前，一种能够很大程度降低变频调速系统成本的新型无刷双馈变调速电机正为国内外工程界人士所瞩目。这种无刷双馈变频调速电机通过适当改变传统笼型感应电机的定、转子绕组结构，就可以实现用较小容量的变频器控制较大容量电机平滑调速的功能。本文将着重分析该电机的工作原理，介绍该电机的定、转子绕组结构以及两种极对数的选择和变频器中功率流向的问题。     

无刷双馈调速电机的绕组结构

本文研究了无刷双馈调速电机的定、转子绕组结构，并结合样机的研制（Ｐｐ＝３，Ｐｃ＝１）讨论了单定子绕组的组成、磁势与转子绕组的构成。虽然文中提出的绕组数据对电机的特性不是完美的，但提出的定、转子绕组的型式及定子绕组的出线对设计无刷双馈调速电机的单定子绕组及转子绕组是有指导意义的。     

一种无刷双馈感应电机无功功率的控制方法

和双馈感应电机相比,无刷双馈感应电机大大提高了运行可靠性。近年来无刷双馈感应电机研究的热点集中在优化设计和控制策略上。间接转矩控制策略是一种新的控制方法,与矢量控制方法相比,该方法无需旋转坐标变换,所用的电机参数较少。在无刷双馈感应电机间接转矩控制系统的基础上进一步提出了一种无功功率的控制方法,在功率绕组静止坐标系推导出无功功率与控制绕组磁链之间的关系,从而设计了无功功率的控制器对无功功率进行控制,仿真结果证明所提无功功率控制策略的有效性。     

电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制

电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。     

无刷双馈电机的效率分析

无刷双馈电机是一种新型的感应电机,可以降低调速系统的容量,对电网的谐波污染小,因而具有很好的发展前景.从无刷双馈电机的原理出发,分析了定子和转子的损耗,进一步对定子绕组极数的选择、定子绕组的设计形式、转子绕组极数的选择以及转子绕组的设计等方面进行了详尽的说明和分析,总结出提高该类电机效率的方法和途径.     

无刷双馈变频调速电机的原理分析

介绍一种无刷双馈变频调速电机，通过适当改变传统笼型感应电机的定、转子绕组结构，可以实现用较小容量的变频器控制较大容量电机平滑调速的功能，着重分析该电机的工作原理，介绍该电机的定、转子绕组结构以及两种极对数的选择和变频器中功率流向的问题。     

变频器-无刷双馈电机调速系统的仿真研究

根据克朗的张量电网络理论，建立了变频器－无刷双馈电机调速系统的数字仿真模型，该模型通过二次网络变换，可自动处理由开关元件组成的时变拓扑结构网络，并通过与无刷双馈电机方程的耦合，建立了系统的统一状态方程，实现了变频器－无刷双馈电机调速系统的快速仿真。     

无刷双馈电机转矩和转速的无源性控制

为了提高无刷双馈电机( BDFM)的控制性能,应用非线性系统的无源性控制(PBC)理论,研究BDFM的转矩和转速控制.从三相静止坐标系下BDFM的电压方程出发,导出了BDFM在dq轴转子速旋转坐标系以及功率绕组、控制绕组同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,建立BDFM的欧拉-拉格朗日方程,从能量的角度分析了BDF...     

无刷双馈同步电机变频调速系统节能技术应用

根据风机、水泵的轴功率与转速平方成正比的特点,阐述了无刷双馈同步电机变频调速系统节能的原理,无刷双馈电动机变频调速系统中变频绕组只承担部分电功率,电动机所需的电功率大部分来自直接固定工频电源的电动机工频绕组,且无论工频绕组电压等级,变频绕组可通过特殊设计,实现低压供电,因此,无刷双馈电动机变频调速系统可由低压小功率变频器实现对高压容量电动机的变频调速控制,从而降低成本提高效率。     

“双馈电机及驱动系统”专题征稿启事

正双馈电机系统由于其较小的功率变换器容量以及灵活的双电气端口,在过去的几十年受到学术界和工业界的普遍重视,并且已经在变速恒频发电和变频调速系统中得到广泛应用。近年来,各种形式的无刷双馈电机也相继出现,包括单定子和双定子无刷双馈感应电机、无刷双馈磁阻电机等多种形式。可见,对双     

基于定子双绕组感应发电系统容量的仿真研究

针对传统三相感应发电机定子电流耦合复杂和控制困难的问题,研究了一种新型的定子双绕组感应发电机,使该新型发电机的两套定子绕组上分别通过系统的有功电流和无功电流．实现解耦控制。利用Matlab对定子双绕组感应发电系统在变转速和变负载（纯阻性负载）的工作情况下进行系统容量的仿真研究,得出了两套绕组的容量比规律;同时得出了相同参数和工作条件下的定子双绕组感应发电机系统的控制绕组电流仅为传统三相感应发电机系统定子绕组电流的0．57倍。仿真结果表明,定子双绕组感应发电机系统不论在控制和实际应用上都具有传统三相感应发电机系统不可比拟的优点,因此这种探索性研究具有重要意义。     

ANALYSIS OF A SERIES-DELTA CONNECTED TANDEM INDUCTION MOTOR

Abstract

A tandem induction motor comprised of two independently housed stator windings, one housing stationary and the other able to be physically rotated, and a squirrel-cage rotor common to both stators is described. When the motor is fed from a single source, altering the position of the moveable stator changes shaft speed in a similar manner to operating a normal induction motor at variable terminal voltage

This paper presents an equivalent circuit model of the tandem induction motor for series-delta connected stator windings. Using the equivalent circuit stator current, power factor, and torque are calculated and then compared to laboratory test results obtained from a 3 kW tandem motor test rig     

同步电机定子三维温度场数值模拟

为保证某同步电机定子通风系统设计合理,对其温度场进行了研究.建立了包括端部绕组、气隙、铁心段的定子通风系统三维实体模型,选取三维湍流流动和传热数学模型,并给出求解域相应的边界条件和假设条件,应用计算流体动力学软件,对控制方程进行数值模拟计算.计算得到两种额定转速时,原始结构及改进结构——减少端部上层绕组间绑扎和垫块后的...     

基于PEEC法的发电机定子绕组线棒高频电路模型

建立合理的电机定子绕组电路模型,对于研究定子绕组绝缘局部放电信号的传播规律,了解局部放电信号的特征具有重要意义.部分元等效电路(PEEC)法是基于电磁场方程推导出来的等值电路模型,能够对一些用传统方法难以建模的复杂物理结构建立合理的电路模型,并且所建模型可以方便地与其它模型(比如传输线模型)综合连接、计算仿真,该方法还能够综合考虑外部测量电路的影响,在集成电路高频电路模型建立中有广泛的应用.本文采用PEEC法原理,建立了电机定子绕组单根线棒高频电路模型和双根线棒的耦合传播模型,此方法克服了以往多导体均匀传输线理论在电机定子绕组电路模型建立中的不足.模型中的部分电感、部分电容等参数由PEEC原理结合相关计算软件求得.模型的仿真计算与实验结果比较,证实了所建模型的有效性及参数的准确性.     

汽轮发电机失磁异步运行数学模型的比较

分析了汽轮发电机失磁异步运行的４种数学模型：Ｐａｒｋ模型、计及实心转子涡流的定参数模型、计及实心转子涡流的ｄ轴三绕组变参数模型和计及心转子涡流的ｄ 两组组变参数。后３种模型ｑ轴均有两绕组,然后运用计入调速器、调压器、变压器和输电线的单机无穷大系统分别对１２５ＭＷ机组进行了失磁仿真。其结果与现场录波图相比较,从而得出较为理想的数学模型。     

大型同步发电机单相接地故障的暂态多回路分析——数学模型

大型同步发电机定子单相接地故障是发电机常见故障，其潜在的危害很 大，因此相关的仿真研究非常重要，但是准确分析其暂态规律非常困难。文中采用准分布电 容等效实际定子绕组对地的分布电容，将定子绕组每个支路划分成若干个电路单元，建立大 型发电机定子单相接地故障的多回路分析暂态数学模型，推导出实际值形式和标幺值形式的 状态方程，并给出了相应的数值解算方法以及仿真结果。该模型可以同时考虑定子绕组对地 分布电容的影响，以及定子绕组内部接地故障带来的定子绕组结构上不对称的影响。〖ＫＨ ５Ｄ〗〖ＨＴＨ〗     

变频电动机耦合电容分析与计算研究

脉宽调制(PWM)变频驱动器在提高交流传动系统效率的同时,产生的高次谐波导致共模电流显著增加。其中电动机定子绕组与定子铁心之间的耦合电容是共模电流的主要通路。准确计算定子绕组与定子铁心之间的耦合电容对于预测共模电流具有重要意义。由于电机绕组内部导线排列不规则,准确进行解析计算较为困难,将其简化为集中导体后,会导致计算精度变差。在绕组全散线模型的基础上,提出了一种简化散线建模方法,能在计算精度不变的情况下,有效地减小模型的复杂度。通过对比解析计算、全散线模型、简化散线模型和测量值,验证了该方法的有效性。     

一种简易的无刷直流电机微机控制系统

设计了基于MCS51系列单片机控制的无刷直流电机调速系统,并分析了系统的控制策略,提出了相通电实现零相位控制方式的恒转矩运行,通过三相通电实现超前相位控制方式的恒功率运行,实验证明该方法是可行的。     

Analysis of inductance characteristics for a bearingless permanent magnet synchronous motor

In this paper, the inductance characteristics of a 2-pole surface-mounted bearingless permanent magnet synchronous motor (BPMSM) with 4-pole suspension force windings are investigated based on theoretical analysis and experimental investigation. Firstly, the winding configuration and operation principle of the BPMSM are presented. Secondly, the static and incremental inductances are defined. Then, based on the finite element (FE) analysis method, the static inductances of torque windings and suspension force windings in stator static coordinate reference are researched. In addition, the d- and q-axes static inductances in rotor revolving coordinate reference are obtained by 3/2 Transformation. Furthermore, taking the torque windings as an example, the incremental inductance of torque windings is studied, and the validity of the theory is confirmed by comparing the static and incremental inductances. Finally, the experimental study is carried out to verify the discussed numerical analysis. The results are helpful to measure parameters and build the mathematic model of BPMSMs, and lay a foundation for the further research on BPMSMs.     

双电压复合励磁稀土永磁同步发电机设计研究

文章研究了一种新型双电压输出的复合励磁稀土永磁同步发电机。该发电机的定子采用双绕组结构，转子采用永磁体和辅助电励磁相结合的复合励磁结构，兼顾了永磁同步发电机和电励磁同步发电机的优点。文章对这种电机结构原理、电磁计算进行了详细分析，通过对双绕组电枢反应的d-q轴电磁解耦，推导出其电磁计算的数学模型，得出各绕组输出电压的数学公式。样机的试验结果与设计结果进行了比较，证明了其推导的正确性。