风力发电用无刷双馈电机的设计和仿真研究

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1、浙江大学硕士学位论文风力发电用无刷双馈电机的设计和仿真研究姓名：刘宪栩申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：章玮20060501摘要随着我国经济的高速发展，电力供需矛盾日趋突出。高效、清洁、多样的风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。因此，发展适用于风力发电的特殊发电机越来越受到关注。无刷双馈电机与其它电机相比具有明显的优势：通过调节控制励磁侧的频率可以实现变速恒频发电；结构简单，坚固可靠，比较适合风力发电等运行环境比较恶劣的发电系统。在变速运行时所要求的变频装置容量小，降低了系统的成本：与有刷系统相比，取消了电刷和滑环。提高了系统的可靠性；因此，研究发展适合风力发电用

2、的无刷双馈电机，具有重要的理论意义和实用价值。本文以类鼠笼转子结构的无刷双馈电机作为研究对象，分析了无刷双馈电机的工作原理，利用ANsOFT电磁场分析软件，从磁场角度分析了无刷双馈电机的“极调制理论”。在传统交流电机的设计原理和原则的基础上，根据无刷双馈电机的特点，通过有限元分析对目前的类鼠笼式转予结构提出了优化设计方案，以(3+1)对极的类鼠笼式无刷双馈电机为例，对一台20kw电机进行电磁设计，并使用电机设计软件RMxpn验证电机设计尺寸的合理性；为了获得能反映实际情况的电机参数，分别采用绕组函数法、能量分析法、场路耦合法，以20kw(3+1)对极的类鼠笼式无刷双馈电机为例，对电感参数进

3、行了计算和比较分析，获得了较为精确的电机参数。针对发电运行的特点，采用发电机惯例，通过坐标交换推导了适合风力发电运行的电机dq转子速模型，利用Mauab软件，仿真研究无刷双馈电机在异步起动，亚同步、超同步，发电不同运行状态下的特性，进一步揭示无刷双馈电机的运行特性，验证了电机模型和参数的准确性，为后续工作打下坚实的基础。关键词：风力发电鼠笼无刷双馈设计仿真浙江大学硕士学位论文ABSTRACTVViththerapiddeveIOpmentOfChineseeconomy，thecontradidiOnsbetweensuppIyanddemand0feIectric．tybecomemOr

4、eandmOreserious．ThewIndpOwergene旧“0nwhichishighe仟iciency'cIeanIyandmuItIfomlisap陀cticaIchoiceofene叼ydeVeIopmentandthest旧tegyofsusta

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8、gene培tion。lnthispapeLaresearchOntheBDFMw哇hcagerOtOrisdevelOped．Theoperationalp^ncipIeofBDFMisi¨uminatedandtheso骨wareofANSOFTisusedtOanaIyzethe“magne“cfieldmOdulatiOn”theOryfrOmthemagneticfieIdangle．Accordingtothecha陷cteristicsofBDFM，theoptimaIdesignproje瞻ofsquir『e

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10、ngtheFin．teEIementMethodbasedonconventionaldesignprincipleofACmachine．Takea20kw(3+1)pOlesmachinefOrexampIe，theBDFMisdeSignedandthesOflwareRMxprtisusedtoprovethefeas-b}I时ofthesquir怕

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