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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

一种多谐波联合起动的新型无刷双馈电动机

由于无刷双馈电动机在起动过程中存在起动转矩小、起动电流大,以及对电网和电机造成冲击大等问题,使得电机起动性能达不到工业要求。将复合线圈结构引入到无刷双馈电机的转子绕组,并与定子磁动势谐波理论相结合,提出一种多谐波联合起动的方法,以改善电机的起动性能。介绍定子两套绕组的接线方式及其不同状态时的通电方式,分析转子结构在起动状态和运行状态下的工作原理。利用时步有限元法对电机在不同负载下的起动转矩、起动电流进行仿真分析,对比无刷双馈电机多谐波联合起动和异步起动的起动性能。通过仿真与试验验证绕组设计的正确性,其结果表明,该方法提高了起动转矩,减小了起动电流和对电网的冲击,具有一定的理论研究和实际应用价值。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于串级绕组的新型永磁同步电机起动性能分析

针对异步起动永磁同步电机在起动过程中电流大,起动转矩小的问题,本文提出一种串级绕组理论。利用定子串级绕组产生的谐波磁场与转子分匝线圈组相互作用,优化电机的起动性能。文章通过阐述串级绕组理论,给出电机模型与定转子设计方案,并基于等效电路分析样机实际工作原理,最后运用有限元法从样机的转速、空载起动性能、带负载起动、气隙磁密和堵转转矩五个方面进行仿真。试验结果表明,应用串级绕组理论可以在提高起动转矩的同时降低起动电流,抑制起动时定子电流对转子永磁体的退磁效应,并且电机的稳态性能保持不变。     

无刷双馈电机的建模和仿真

简述MATLAB／SIMULINK软件的特点，介绍了无刷双馈电动机的原理和数学模型。在SIMULINK环境下，并结合该环境下的电气系统模块库建立了无刷双馈电机在转子速旋转坐标系下（d-q轴）完整的仿真模型，给出了电机起动过程的仿真结果。     

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。     

Design and performance analysis of a 700‐kW wound‐rotor BDFIG for ship shaft generator application

In this paper, a 700‐kW brushless doubly fed induction generator (BDFIG) is designed for stand‐alone ship shaft generator application. Based on the principle of tooth harmonics and sinusoidal winding structure, a multi‐pitch unequal‐turn‐coil wound rotor is adopted to reduce harmonic contents and couple the two stator windings effectively. The performance analyses of a prototype BDFIG with two/four pole pairs are presented. The magnetic fields, air‐gap flux densities, and current densities with full load at different shaft speeds of the prototype machine are investigated. Simulation analysis and experimental tests verify that the output capability and the efficiency of the prototype machine could meet the design requirements of a 700‐kW generator and that the wound rotor structure is suitable for high‐power brushless doubly fed machines. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

双定子无刷双馈发电机绕组分布对性能影响分析

针对传统无刷双馈发电机存在功率密度低的问题,提出改善功率密度的一种新型笼障转子耦合双定子无刷双馈发电机。由于该发电机输出功率与内外单元电机电磁特性一致性相关,而内外定子绕组电动势相位和幅值需满足电磁特性一致性的要求,因此需研究绕组分布对该种电机性能的影响。为此,根据电机的结构,分析该发电机不同绕组层数和不同绕组位置对电机气隙磁密、绕组电动势、效率和电压调整率的影响;在此基础上,提出确保内外定子绕组电动势相位一致的方法,并进行该方法的验证和分析;最后,制造了一台样机,并进行电机性能实验验证。通过有限元计算和实验结果的比较分析,验证了分析方法的正确性和有效性,同时也验证了内外单元电机电磁特性一致。     

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。