无刷双馈电机耦合能力研究与仿真软件开发

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作者
王秀平
机构
[1] 沈阳工业大学
关键词
无刷双馈电机; 耦合能力; 电磁设计; 仿真软件;
D O I
暂无
年度学位
2007
学位类型
硕士
导师
摘要
无刷双馈电机(BDFM)是一种新型交流电机,具有较多的优点:可以在无刷的情况下实现双馈运行;通过变频器的是转差功率,因此需要较小容量的变频器,降低了系统的成本;多极数BDFM可以省去变速装置,具有较高的可靠性。但是目前BDFM存在着几个突出问题:耦合能力弱导致功率密度和运行性能较低、尚未找到铁心损耗的准确计算方法、缺少简便易用的性能仿真软件。论文围绕这几个问题展开研究。 首先,利用基于磁动势和磁导概念的绕组函数法,对各向异性轴向叠片(ALA)磁阻转子BDFM进行了参数计算。分别改变电机的极数、主副绕组的极数配合或转子极弧系数等设计参数,通过研究他们主副绕组电感参数的变化,来研究这些设计参数对电机主副绕组之间耦合的影响。由此得到如下结论:在满足无刷双馈电机电磁设计原则及一定范围内,多极数无刷双馈电机的耦合能力要强于少极数;主副绕组极数接近时的耦合能力要强于远极比的情况;合适的ALA转子极弧系数可以提高电机的耦合能力。 其次,在分析研究BDFM设计原则的基础上,设计了一台(12+8)极BDFM,利用有限元分析软件对该电机进行了磁场分析,验证了电磁设计的合理性;通过瞬态磁场分析,从磁场角度说明了多极数转子优良的磁场调制作用,并初步得出了:当极数较多时,可用普通凸极磁阻转子代替ALA转子的初步结论;对电机空载状态进行瞬态场分析,计算了不同运行方式情况下的铁心损耗。 最后,对设计的电机进行了参数计算与性能仿真,并开发了界面友好、操作简便、运算快速的仿真软件,该软件不仅能够实现不同转子结构的参数计算,还能分别对它们进行自起动与异步、同步、双馈调速等多种运行方式的特性仿真。电机的设计尺寸全部由界面输入,参数计算和仿真结果以图形的形式有序的在输出窗口中显示,也可以方便地导出。不需要了解电机仿真和软件编程即可方便地使用,仿真软件为该类型电机的进一步研究和推广应用提供了便利。
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