本文以國家自然科學基金重點項目為依托背景,針對目前海上風力資源特點和風力發(fā)電要求,提出了一種新型MW級籠障轉子雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機（Dual-Stator Brushless Doubly-Fed Wind Power Generator,DSBDFWPG）。該種發(fā)電機是一種具有特殊結構的雙氣隙雙場調(diào)制電機,其內(nèi)/外定子上均嵌有兩套極對數(shù)不同的三相繞組,即功率繞組和控制繞組。這些繞組通過籠障轉子進行磁場調(diào)制和耦合,從而實現(xiàn)機電能量轉換。本文針對籠障轉子DSBDFWPG進行理論分析、電磁設計和實驗研究,主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）針對籠障轉子DSBDFWPG在原理和結構上均與常規(guī)無刷雙饋發(fā)電機有較大差異,現(xiàn)有的理論和方法不能直接應用于該種發(fā)電機,深入研究了該種發(fā)電機的磁場調(diào)制理論。通過分析DSBDFWPG繞組磁動勢和氣隙磁導函數(shù),推導出了該種發(fā)電機實現(xiàn)機電能量轉換的有效氣隙磁密分量;結合該種發(fā)電機的基本電磁關系和雙饋運行方式,推導出了其穩(wěn)態(tài)耦合電路以及相應的電壓方程、電流方程和電磁轉矩。在此基礎上,推導出了該發(fā)電機的等效電路且采用繞組函數(shù)法與能量法分別計算了其繞組自感和互感與... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 課題的國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.2.1 雙氣隙結構風力發(fā)電機國內(nèi)外發(fā)展趨勢
        1.2.2 無刷雙饋電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.3 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的結構與磁場調(diào)制機理
    2.1 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的基本結構與工作原理
    2.2 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的運行方式
        2.2.1 同步運行方式
        2.2.2 雙饋運行方式
    2.3 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的磁場調(diào)制
        2.3.1 定子繞組磁動勢
        2.3.2 籠障轉子的磁場調(diào)制
        2.3.3 機電能量轉換的實現(xiàn)
    2.4 本章小結
第3章 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的等效電路與磁場解析分析
    3.1 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的等效電路
        3.1.1 基本電磁關系
        3.1.2 基本方程
        3.1.3 等效電路
    3.2 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的功率流
        3.2.1 有功功率流
        3.2.2 無功功率流
    3.3 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的磁場解析
        3.3.1 繞組等效電流密度
        3.3.2 磁場解析模型
        3.3.3 磁場解析分析
    3.4 本章小結
第4章 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的設計與性能計算
    4.1 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的結構選擇
        4.1.1 定子結構
        4.1.2 轉子結構
    4.2 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的電磁設計
        4.2.1 性能設計指標
        4.2.2 內(nèi)外單元電機的功率分配
        4.2.3 主要尺寸確定方法
        4.2.4 極對數(shù)與槽配合的選取原則
        4.2.5 定子繞組形式與排布方式
        4.2.6 定子繞組聯(lián)接方式的研究與選取
    4.3 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的性能計算
        4.3.1 3MW雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機性能計算
        4.3.2 50kW樣機性能計算
        4.3.3 電機性能計算CAD軟件開發(fā)
    4.4 本章小結
第5章 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機籠障轉子耦合能力分析與參數(shù)計算
    5.1 轉子拓撲結構的選擇
        5.1.1 轉子磁障的選擇
        5.1.2 轉子籠條的選擇
    5.2 轉子結構參數(shù)對轉子耦合能力的影響
        5.2.1 極弧系數(shù)對轉子耦合能力的影響
        5.2.2 導磁層數(shù)目對轉子耦合能力的影響
        5.2.3 導磁層與非導磁層寬度比對轉子耦合能力的影響
        5.2.4 籠條對轉子耦合能力的影響
    5.3 參數(shù)計算
        5.3.1 繞組電阻計算
        5.3.2 繞組電感計算
        5.3.3 漏抗計算
    5.4 本章小結
第6章 雙定子無刷雙饋風力發(fā)電機的實驗樣機研究
    6.1 樣機加工
    6.2 樣機參數(shù)測試
        6.2.1 繞組電阻測試
        6.2.2 繞組電感測試
    6.3 樣機空載實驗
    6.4 樣機負載實驗
    6.5 本章小結
第7章 全文總結與研究展望
    7.1 全文總結
    7.2 研究展望
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：2975659