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1、磁阻型无刷双馈电机的损耗及温升分析第46卷201(惹薯125期9期)(ExPLosIoN—PRooFELECTRICMACHINE)爆,龟机第46卷(总第期)(EXPLOSION—PROOF)P万li1磁阻型无刷双馈电机的损耗及温升分析赵铮,刘慧娟,张千北京交通大学,北京(100191)摘要无刷双馈电机作为近年来发展起来的一种新型交流调速电机,已经得到广泛研究,由于电机具备无电刷,结构简单,运行可靠,功率因数可控,变频器的容量较小等优点.无刷双馈磁阻作为一种新型的交流电机,在变速恒频风力发电系统和交流传动节能
2、系统具有广泛的应用前景.针对一种径向叠片磁阻转子的新型无刷双馈电机,运用软件建立其仿真模型,对其损耗进行研究,并分析温度分布,证实了此种磁阻型无刷双馈电机具有良好的工作性能.关键词径向叠片;有限元;无刷双馈电机;损耗;温度场中图分类号:TM306文献标识码:A文章编号-1008-7281(2011)02-0024-04AnalysisonLossandTemperatureIseofReluctanceBrushlessDouble..FedMachineZhaoZheng,LiuHuijuan,andZha
3、ngQianAbstractAsanewtypeofACadjustable-speedmotordevelopedinrecentyears,thebrushlessdouble—fedmachinehasbeenwidelyresearched.Becauseofitsadvantagesofbrush-less,simplestructure,stablerunning,controllablepowerfactorandsmallvolumeconve~er,theBDFMhasaverygreatp
4、rospectinvariable??speedconstant?-~equencywindpowergenerationsystemandACenergy—savingdrivingsystem.ThispaperdescribesanovelBDFMwithradial—laminatedreluctancerotorstructureandestablishesitssimulationmodelbycalculationsoftware.Thelossandtemperaturevariationco
5、nditionofthemotorwereanalyzed.TheresultsprovethatthisBDFMhasgoodperformance.KeywordsRadiallamination;finiteelement;brushlessdouble—fedmachine;loss;temper-aturcfield0引言BDFM作为一种新型调速电机,由于结构简单,运行可靠,近年来成为许多大学及研究机构的研究热点.BDFM常用的转子有笼型转子和磁阻型转子两种,国内外已经有很多学者对笼型转子BDFM进
6、行过相关研究,本文以一种4/6极,新型径向叠片的磁阻型BDFM为例进行分析,利用电磁仿真软件对样机进行建模仿真,计算了电机的磁场分布及电机同步运行状态下的损耗及温度分布情况.1BDFM的基本原理BDFM的结构示意图如图1所示.定子上有分别独立的两套绕组,其中一套绕组接人工频电源,极对数为P,称作功率绕组;另一套绕组通过双向整流逆变器与电源连接,极对数为q,称作控24制绕组,两套绕组之间没有直接的电磁耦合,它们只能通过转子的转动来间接实现能量的传递.磁阻型转子的作用是调制定子的磁动势产生的气隙磁通.本文所采用的
7、磁阻转子是由薄硅钢片径向叠片构成,称作径向叠片磁阻型转子.图2为磁阻叠片示意图.此种叠片方式不同于轴向叠片磁阻转子…(简称为ALA磁阻转子)的瓦片式结构,在制作工艺上相对简单,导磁性能较好.由于硅钢片的安装为叠压方式,因此该转子能有效地减小涡流损耗,可以很好的提高电机效率.C图1BDFM结构示意图.爆电机(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)2011年第2期第46卷(总第159期)图2磁阻转子冲片示意图当定子功率绕组和控制绕组分别连接频率为和的三相对称交流电时,在电机的磁路中建立两个
8、旋转的磁动势波J.这两个旋转磁动势波的转速分别为∞:和∞.:,当电机转子'q极对数P,满足P,=p+q的约束,且电机转速与两定子绕组电流频率满足下式的约束条件fp±}q式中,当功率绕组(p对极)和控制绕组(q对极)电流相序相同时取"+",当相序相反时取"一".BDFM可以实现多种运行方式:电机的功率绕组直接连接电网,控制绕组连接直流激励=0),f则电机运行在同步状态,同步转速为=J_2_P;若P电机
