笼型转子无刷双馈电机数学模型分析及实验研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn笼型转子无刷双馈电机数学模型分析#及实验研究*韩力，王斌，栗凯，王茂林，庄琼5（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室）摘要：无刷双馈电机（BrushlessDoubly-FedMachine，BDFM）具有变频器容量小、系统成本低、功率因数和转速调节灵活等优点，在变频调速驱动及变速恒频发电领域具有广阔的应用前景。本文针对一台带有公共笼条和公共端环的笼型转子BDFM样机，为研究其运行特10性，首先对BDFM的数学模型进行理论推导，再利用Matlab建模

2、仿真；在此基础上，开展不同运行工况下的实验研究，得到样机转速以及定子功率绕组、控制绕组电流的波形，并与仿真结果进行对比和分析。结果表明，仿真波形与实验波形相符，说明仿真与实验结果的正确性，笼型转子BDFM具有良好的异步和同步运行特性，异步运行时转速随负载变化而变化，同步运行时可通过改变控制绕组频率实现变频调速。15关键词：无刷双馈电机；Matlab仿真；实验研究中图分类号：TM301.4；TM306；TM344.4MathematicalModelAnalysisandTestStudyofBDFMwithCageRotor

3、20HANLi,WANGBin,LIKai,WANGMaolin,ZHUANGQiong(StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology)Abstract:BrushlessDouble-FedMachine(BDFM)hasmanyadvantages,suchassmallercapabilityofconverter,lowersystemcostandmoreflexibleadjustmentofpowerf

4、actorandspeed.25BDFMhasgoodapplicablepotentialsinthecontrolfieldsofvariable-frequency-adjustable-speedmotorsandvariable-speed-constant-frequencygenerators.TostudytheoperatingperformancesofaBDFMprototypeofcagerotorwiththepublicbarandpublicendloop,themathematicmodeli

5、sdeducedtheoreticallyandsimulatedbyMatlab.Andthen,thesimulationsaboutthedifferentoperatingconditionsoftheprototypeareresearched.Furthermore,thespeedandthestatorcurrent30waveformsofpowerwindingandcontrolwindingunderdifferentoperatingconditionsaretestedbytheexperimen

6、talplatformoftheprototype.Theresultsshowthatthewaveformsofsimulationsandexperimentsarecoincidentandcorrect,andtheBDFMwithcagerotorhasgoodperformancesinbothasynchronousandsynchronousoperations.Asynchronousoperationspeedchangeswiththechangeoftheload,synchronousoperat

7、ionspeedcanbechangedbychangingthefrequencyof35thecontrolwinding.Keywords:brushlessdouble-fedmachine;Matlabsimulation;experimentresearch0引言无刷双馈电机（BrushlessDoubly-FedMachine，BDFM）相对于传统交流电机具有诸多40明显优势，可在异步、同步、双馈亚同步和双馈超同步等多种不同工况下稳定运行，在变频[1]调速驱动和变速恒频发电领域具有广泛的应用前景。目前，许多学者

8、做了大量关于BDFM的研究，文献[2]对不同转子BDFM异步运行特性进行了对比，文献[3]分析了笼型转子BDFM启动特性，文献[4]对BDFM工作原理和电磁设基金项目：第七届重庆大学SRTP项目（CQU-SRTP-2015282），国家级大学生创新训练项目（201610611076）。作者