笼型转子无刷双馈电机有限元分析.pdf

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1、第47卷第7期擞'l『籼Vo1．47．No．72014拄7月MICR0MOTORSJu1．2014笼型转子无刷双馈电机有限元分析武潇，王淑红，韩广飞，吕航(太原理工大学电气与动力工程学院，太原030024)摘要：在阐述无刷双馈电机原理的基础上，推导了其双馈运行时控制绕组的调频范围。在Ansoft／Maxwell环境下建立了回路型、带公共笼条无公共端环和有公共端环三种不同转子结构的无刷双馈电机有限元分析模型，分别对三种不同转子结构BDFM双馈运行状态时控制绕组加不同压频比及相同压频比时的动态特性，以及同步运行状态时控制绕组加不同电压时三种BDFM的动态特性进行仿真，并

2、进行比对分析，为进一步研究无刷双馈电机奠定理论基础。关键词：无刷双馈电机；有限元；动态特性；调频范围中图分类号：TM301；TM346文献标志码：A文章编号：1001．6848(2014)07—0022—04FiniteElementAnalysisofBrushlessDoubly-fedMachineWithCage—rotorStructuresWUXiao，WANGShuhong，HANGuangfei，LYUHang(CollegeofElectricalandPowerEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，T

3、aiyuan030024，China)Abstract：Thedeductionofcontrolwindingfrequencyrangebasedontheprincipleofthebrushlessdoubly—fedmachine(BDFM)．TheAnsoft／Maxwellwasusedtoestablishrotatoroflooptype，rotatorwithpublicbarwithpublicendringandwithoutpublicendringfiniteelementmodelofBDFM．Byusingthemodelre—spe

4、ctivelydosomesimulationanalysisaboutthethreekindsofBDFMcontrolwindingvoltagewithdiferentandsameratioofvoltageinthestateofdoublyfedoperation，getthedynamiccharacteristicsandcompareunderthevariousoperationconditions．Atthesametime，simulationgainedtheefectsofdifferentcontrolwindingvoltageto

5、threekindsofBDFMintheconditionofsynchronousoperation，layingthetheoreticalfoundationforthefurtherstudyoftheBDFM．Keywords：brushlessdoubly—fedmachine；finiteelement；charactersoftransient；rangeoffrequency子齿槽等因素的影响；文献[3]在特定的仿真条件0引言下对回路型和带公共笼条无公共端环转子式BDFM无刷双馈电机(BDFM)是一种在级联式感应电的各种运行方式进行了仿真；文献[

6、4]对一种形式机基础上发展起来的新型交流电机，其仿真模型创笼型转子BDFM的起动性能以及双馈运行下对负载建于上世纪80年代末90年代初。的动态响应能力做有限元仿真，仿真结果不失一般目前各国学者对BDFM的仿真研究主要集中在性；文献[5—6]利用无刷双馈电机的时步有限元模型基于0一b—C坐标的网路模型和基于转子轴d—q坐标的相继研究了转子绕组电流分布和电机铁心饱和的问双轴模型，较少有利用有限元模型仿真计算的文献题，得到了较满意的结果。报道。文献[1]把异步电机多谐波理论用于BDFM本文在前人研究的基础上，对回路型、带公共的分析，提出了一种只适用于同步稳态运行的运算笼条

7、无公共端环及有公共端环三种不同转子形式的方案；文献[2]利用基于“路”算的绕组函数法来计无刷双馈电机，以1对极控制绕组和3对极功率绕算无刷双馈电机的电感参数，无法考虑饱和、定转组为例，利用有限元软件Ansofi建立相应模型并进收稿日期：2013—11—25基金项目：山西省自然科学基金(2013011035—1)作者简介：武潇(1989)，男，硕士研究生，研究方向为电机与电器。王淑红(1965)，女，教授，硕士生导师，研究方向为新型电机理论与控制技术。7期武潇等：笼型转子无刷双馈电机有限元分析·23·行动态仿真，得出无刷双馈电机双馈运行及同步运表1笼型转子BDFM