不同槽配比下绕线式无刷双馈电机性能对比研究

无刷双馈电机由于结构简单、可靠性高、变频器容量小等优点在恒频变速发电领域受到广泛关注,其定转子的槽数配比对电机性能与振动具有一定程度的影响。为探究这一问题,该文以绕线式无刷双馈电机定转子磁势分析为基础,推导不同槽配合的电磁力波对比以及槽配合对电机性能的影响,给出3种符合要求的槽配比方案,计算出各方案转子绕组谐波,并进行对比分析;利用有限元法对48/36槽、42/36槽与36/30槽3种方案在相同要求下的负载性能进行研究,导出定子齿部电磁力,对电机进行振动响应分析对比;最后,通过样机试验,验证有限元仿真的正确性,同时试验结果也证明所选槽配合下电机具有振动形变量小、转子电流小、系统输出电压和效率高、饱和程度低等优点。

不同转子结构无刷双馈电动机转子耦合能力与运行性能的对比分析与实验研究

无刷双馈电机在节能调速系统具有广阔的应用前景。在分析无刷双馈电机转子结构和发展历程,并对比优缺点的基础上,提出了充分发挥磁场调制能力的新型混合转子结构。采用能量摄动法对混合转子无刷双馈电机的电感参数进行计算,利用有限元分析软件进行电动机特性仿真,提出并研制了新型混合转子和磁障转子共用同一定子的两台无刷双馈电动机实验样机,并进行了对比实验研究。结果表明:与磁障转子相比,混合转子的磁场能力获得了进一步提高,运行性能进一步改善。研究结论为新型混合转子无刷双馈电动机的推广应用提供了理论和实验基础。

无刷双馈风力发电机特性分析系统的研究

设计一种基于无刷双馈电机(BDFM)的变速恒频风力发电系统,详细分析了该BDFM及其控制系统的硬件结构和软件设计流程;设计一种基于数字信号处理器(DSP)的电能质量分析结构,实现了风力发电系统电压、电流、功率及谐波等电能质量数据的采集与处理;采用Visual C++设计开发上位机监测系统,实现风力发电系统电能质量数据的动态监测与管理。通过BDFM试验表明,采用自主设计的BDFM较好地实现了风力发电系统的变速恒频控制;通过上位机监测系统通信试验表明,电能质量监测系统可靠性高,实时性良好。

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。

基于工业PC的无刷双馈电机监控系统设计

无刷双馈电机监控实时数据采集包括主副绕组电压、电流、频率、功率因素和转速等物理量。讨论了一种在Windows环境下,基于Visual C++的无刷双馈电机监控模块的设计方法,阐述了各物理量硬件检测电路和软件实现方法,并给出系统最终运行测试结果。

基于转子绕组呈弓形规律对称分布同心式结构的无刷双馈发电机的设计与研究

为了克服传统无刷双馈电机谐波磁动势过大,导体利用率低等缺点,引入了转子绕组呈弓形规律对称分布的同心式转子绕组线圈结构。详细分析了这种转子结构的设计方法和原理,并利用Ansoft软件对转子绕组呈弓形规律对称分布的同心式转子绕组线圈结构的无刷双馈发电机进行稳态仿真研究。以一台2 kW样机为例,分析说明无刷双馈电机的稳态电磁性能。

一种无刷双馈电机匝数配合的半解析优化方法

绕组匝数的优化对提升电机性能具有重要作用,利用解析与仿真相结合的半解析方式,提出了一种无刷双馈电机(BDFM)定子两套绕组匝数配合的优化方法:解析推导BDFM电磁功率及热负荷公式,然后求解得到满足最大功率约束条件的所有匝数配合,再以热负荷最小为优化目标进行解析筛选及仿真细化筛选,最终选出在给定功率约束条件下热负荷最小的一组最优匝数配合。利用该方法对其他文献中的BDFM模型进行匝数优化,验证了该方法的普遍适用性。与完全依靠有限元仿真的匝数优化方法相比,所提方法先通过解析式快速地筛选出约三组匝数,再经有限元仿真进行细化筛选,最终选定这三组中的最优匝数配合,因此大幅缩短了优化设计周期并节约了计算资源。

一种新的无刷双馈电机轴带系统矢量控制方案

无刷双馈电机(BDFM)由于其无刷设计具备高可靠性,并且BDFM仅需要使用一个部分功率变频器,可降低系统总成本。这些特性非常适用于速度范围被严格限制的轴带发电。提出了一种基于功率绕组磁链同步坐标系的矢量控制方案,能够实现稳定的独网运行。详细介绍了控制的数学模型和相关推导,并进行了稳态和瞬态性能的试验验证。

无刷双馈电机静止坐标系数学模型的研究

由于没有电刷和滑环,提高了运行的可靠性,降低了维护成本,因此无刷双馈电机(BDFM)在变速恒频发电领域有着广阔的应用前景。由于特殊的结构和工作原理,BDFM数学模型十分复杂。从BDFM多回路空间矢量数学模型出发,推导出了两个静止坐标系之间的坐标变换关系以及功率绕组静止坐标系数学模型和控制绕组静止坐标系数学模型,推导过程简洁明了。所得结果为BDFM理论分析和不同控制策略的研究提供了理论基础。MATLAB/Simulink环境下的仿真结果验证了数学模型及坐标变换关系的正确性。

基于双同步坐标的无刷双馈船舶轴带发电控制系统

为弥补船舶轴带发电机在等效模型和控制策略方面存在的不足,以无刷双馈发电机(BDFM)为研究对象,通过引入双同步坐标系模型,设计孤网和并网发电两种运行模式下的功率绕组磁场定向矢量控制策略,为基于双同步坐标系下的无刷双馈轴带发电控制系统设计提供参考。仿真试验和物理试验结果表明,所提出的建模方法和控制策略是有效、可行的。