【摘要】：無刷雙饋電機是一種新型的交流電機,取消了電刷和滑環(huán)。無刷雙饋電機定子功率繞組與工頻電源連接,控制繞組通過變頻器改變勵磁電流和頻率來實現(xiàn)轉子轉速的調節(jié)。通過轉子特殊的結構,使轉子分別于定子功率繞組和控制繞組耦合產生兩個不同極數(shù)且轉向相反的磁場。由于其具有結構簡單、可靠性強、功率因數(shù)可調等優(yōu)點,可實現(xiàn)同步、異步、雙饋等多種運行方式,在變頻調速系統(tǒng)、變速恒頻發(fā)電等領域中有廣泛的應用前景。但是作為一種同步化運行的異步電機,無刷雙饋電機也具有起動電流大、起動轉矩小等不足,無法滿足需要重載起動的應用場合。然而,與普通異步電機不同,無刷雙饋電機的結構特點是轉子繞組自閉合,無滑環(huán)電刷對外連接。無法通過電刷在轉子電路中串入或切除起動電阻來實現(xiàn)增大起動轉矩、減小起動電流和高效率運行的目的。同時無刷雙饋電機具有不同極數(shù)的兩套繞組,這一點也與單一極數(shù)的異步電機差別較大。本文以繞線轉子無刷雙饋電機為研究對象,對這種新型電機進行了深入的理論研究和實驗探討。研究的目的在于將以“齒諧波”原理和“復合線圈”原理設計的轉子結構應用于無刷雙饋電機改善無刷雙饋電機的起動性能,主要內容如下:首先,在回顧國內外無刷雙饋電機發(fā)展歷程的基礎上,總結了無刷雙饋電機的運行原理和能量流動方式。分析了無刷雙饋電機所存在的問題和缺陷,由此引出了本文所提出的變極起動型無刷雙饋電機,并對轉子繞組所采用的“復合線圈”原理進行詳細的闡述。將變極原理引入到定子繞組的設計中,并對定子功率繞組和控制繞組排布方式進行了理論推導與證明。其次,給出了無刷雙饋電機繞組自感、互感以及電阻計算公式,查找資料得到雙饋模式下通常的等效電路并推導出變極起動模式下的等效電路,然后在Matlab中對變極起動模式和雙饋模式下的起動電流和起動轉矩進行分析,并通過分析結果反饋對復合線圈的多匝和少匝的匝比進行調整。然后,建立了無刷雙饋模式以及變極起動模式在靜止坐標系下的數(shù)學模型,并在Matlab中分別對兩種模式下的空載、負載特性進行仿真計算,得到了電機在起動過程中的瞬態(tài)仿真結果。接著,利用有限元法對無刷雙饋電機異步起動模式和變極起動模式分別進行空載和負載仿真,并對兩種模式下的電機飽和程度和帶負載能力進行分析。最后,以本文理論研究的一臺36/24槽的4kW無刷雙饋電機為試驗樣機,測試了該樣機施加不同負載情況下雙饋異步起動模式和變極起動模式的穩(wěn)定電流和轉速。并給出了兩種模式空載及滿載下的電流曲線并對波形的畸變進行了分析。
【圖文】：

圖 1. 1 達文波特專利說明書上的附圖1 Davenport patent specification on the appended d一原理是目前科學界的普遍認知，但是所接受。1838 年，，俄國科學家楞次根據

（a）磁阻轉子 （b）新型混合轉子圖 1. 2 不同轉子結構的無刷雙饋電機有限元模型 Finite Element Model of Brushless Doubly-Fed Machine with Different Rotor Struct所述，無刷雙饋電機的研究已日益成熟，無刷雙饋電機具備其它交流
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM34

【參考文獻】

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本文編號：2653519