本文關鍵詞：無刷雙饋電機的數(shù)學模型和有限元仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

太原理工大學博士研究生學位論文；致謝；本論文是在導師熊光煜教授的親切關懷和精心指導下完；知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及民主的作風給作者留下了深；感謝山西防爆電機廠、山西電機廠、汾西機器廠等單位；密切合作�。槐菊撐氖窃凇吧轿魇』貒魧W人員科研項目＂資助下完；還得到了張愛玲教授的熱心指導和幫助，０４級碩士研；感謝對本學位論文進行審閱的各位專家；最后，對所有關懷、幫助過

太原理工大學博士研究生學位論文

致謝

本論文是在導師熊光煜教授的親切關懷和精心指導下完成的。熊老師淵博的

知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及民主的作風給作者留下了深刻的印象，開闊了視野，豐富了學識，并將本人受益終身。值此論文完成之際，對熊老師曾經(jīng)給予的學術上的指導，生活上的關心和幫助致以最誠摯的謝意！

感謝山西防爆電機廠、山西電機廠、汾西機器廠等單位在樣機試制過程中的

密切合作！

本論文是在“山西省回國留學人員科研項目＂資助下完成的，本課題研究中

還得到了張愛玲教授的熱心指導和幫助，０４級碩士研究生張洋等同學參與了樣機的實驗過程，在此，一并表示衷心的感謝！

感謝對本學位論文進行審閱的各位專家。

最后，對所有關懷、幫助過我的各位師長、學友和親人表示感謝。１０６

太原理工大學博士研究生學位論文

攻讀博士學位期間發(fā)表的論文目錄

１．呼志杰，趙國柱，王愛龍，直線步進電機齒層比磁導的分析計算【Ｊ】，太原理工大

學學報，２００１年，第４期，３４４—３４６

２．Ｗａｎｇ

ｄｅｔｅｃｔＡｉｌｏｎｇ，ＨａｎＮｉａｎｃｈｅｎ，ＸｉｏｎｇｔｗｏＧｕａｎｇｙｕ，Ａｓｉｍｐｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｅｎｓｉｎｇｔｏｌｉｍｉｔｐｏｓｉｔｉｏｎｓ

Ｏｎｏｆａｌｌｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ【Ｃ】，５ｔｈＪｕｎ０１－０５，ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍＴｅｓｔａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，

２００３，Ｖ０１．３，２３２０．２３２２（Ｅｌ收錄）

３．張小芳，王愛龍，田俊梅，風力機的ＭＡＴＬＡＢ模型及其應用【Ｊ】，電力學報，

２００４年，第２期，１１４—１１５

４．王愛龍，熊光煜，基于偽靜止瞬態(tài)二維有限元模型的異步電機穩(wěn)態(tài)分析叨，電氣

應用，２００６年，第３期，４８—５０

５．王愛龍，熊光煜，異步電機時步有限元模型在ＡＮＳＹＳ６Ｐ的實施［ｆｌ，中小型電機，

２００６年，第１２期，９．１２

６．王愛龍，熊光煜，有限元法計算異步電機不同轉(zhuǎn)速的等值電路參數(shù)【Ｊ】，機械科學

與技術（西北工業(yè)大學主編），２００７年，第３期，３１６—３１８

７．曹燕燕，王愛龍，熊光煜，級聯(lián)式無刷雙饋發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)特性分析【Ｊ】，太原理工

大學學報，２００７年，第３期，２３９－２４３

８．王愛龍，熊光煜，新型異步電機設計模型的研究【Ｊ】，微特電機，２００７年，第８期，

５８?６０

９．李有軍，王愛龍，熊光煜，異步電機分析模型綜述【Ｊ】，電氣技術，２００７年，第

１１期，８．１１

ｌＯ．王愛龍，熊光煜，無刷雙饋電機時步有限元分析【Ｊ】，中國電機工程學報，已錄用刊物類別說明：論文１、２、４、５、６、７、８、１０屬于本校規(guī)定的學術刊物，論文署名單位均為太原理工大學。１０７

無刷雙饋電機的數(shù)學模型和有限元仿真

作者：

學位授予單位：王愛龍?zhí)砉ご髮W

相似文獻(10條)

1.學位論文 楊文杰 異步電機與無刷雙饋電機的直接轉(zhuǎn)矩控制研究 2007

直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，簡稱DTC)策略以其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩控制特性在交流電機的調(diào)速領域受到了普遍的關注。無刷雙饋電機

(Brushless Doubly-Fed Machine，簡稱BDFM)作為一種新型電機，結(jié)構簡單、堅固可靠、具有異同步通用的特點，并且與普通異步電機相比，可以降低變頻器的容量，因此，在大容量交流變速傳動系統(tǒng)和變速恒頻恒壓的風力、水力發(fā)電系統(tǒng)中有廣泛的應用前景。把直接轉(zhuǎn)矩控制技術應用到無刷雙饋電機，可以使二者的優(yōu)點得以結(jié)合，對于交流調(diào)速領域具有重要意義。 低速時轉(zhuǎn)矩脈動大是傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在的主要問題，為此，國內(nèi)外學者提出了基于轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制和基于離散空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制等多種方法，以減小低速時的轉(zhuǎn)矩脈動。 為了減小轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動，本文在分析了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制特性基礎上，提出了一種估算轉(zhuǎn)矩滯環(huán)和磁鏈滯環(huán)環(huán)寬的方法。 為了改善傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的低速性能，本文對基于轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了研究，仿真和實驗結(jié)果表明，該方法能有效的減小低速時的轉(zhuǎn)矩脈動，并改善定子電流和磁鏈波形。 為了簡化結(jié)構和易于編程實現(xiàn)，本文提出了一種改進的轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制，經(jīng)仿真和實驗證明，該方法不僅保持了一般轉(zhuǎn)矩預測法優(yōu)點，還使得起動的快速性得到了提高。 根據(jù)離散空間矢量調(diào)制思想，本文對一種改進的離散空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了研究，仿真和實驗結(jié)果表明，該方法同樣可以有效地減小低速時的轉(zhuǎn)矩脈動，改善定子電流和磁鏈波形，并使起動的快速性得到提高。 本文在以DSP芯片TMS320LF2407A為控制核心的2.2kW電機實驗臺上對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制、轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制、改進的轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制和改進的離散空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制四種方法進行了低速、中速范圍內(nèi)的加載、減載和起動實驗。實驗結(jié)果表明，改進的離散空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略在減小轉(zhuǎn)矩脈動，改善定子電流和定子磁鏈波形方面，比一般轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制、改進的轉(zhuǎn)矩預測的直接轉(zhuǎn)矩控制取得了更好的效果，并且對電機參數(shù)的依賴更小。另外，實驗證明，在極低速范圍內(nèi)，本文所研究的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在額定負載下也可以穩(wěn)定運行。 本文對無刷雙饋電機及其直接轉(zhuǎn)矩控制策略進行了研究，并提出了一種適合于全速度范圍運行的磁鏈觀測器。把離散空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制技術引入無刷雙饋電機，仿真證明，它可以減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制在無刷雙饋電機轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，并改善了定子各繞組磁鏈和電流的波形。

2.期刊論文 劉陵順.胡育文.黃文新.LIU Lingshun.Hu Yuwen.Huang Wenxin 電力電子變換器控制的異步電機發(fā)電技術 -電工技術學報2005,20(5)

與國防和民生密切相關的獨立電源系統(tǒng)以及再生能源等兩大領域,都向發(fā)電系統(tǒng)提出了迫切的需求.電力電子變換器控制的異步電機發(fā)電技術是再生能源、艦船、航空等領域的研究熱點.本文對帶有靜止勵磁調(diào)節(jié)器的三相籠型異步發(fā)電機的結(jié)構特點、工作原理、控制策略進行了系統(tǒng)地分析和總結(jié),對兩種定子雙繞組籠型異步發(fā)電機的工作原理和技術現(xiàn)狀分別進行了詳細地分析,并分別總結(jié)了系統(tǒng)的技術特點.最后展望了帶有靜止勵磁調(diào)節(jié)器的異步電機發(fā)電技術的發(fā)展前景.

3.學位論文 申輝陽 無刷雙饋電機矢量解耦控制的研究 2004

在大功率的風機、泵類設備的調(diào)速系統(tǒng)中,若采用籠型異步電機,則由于大容量的調(diào)速裝置使得系統(tǒng)成本高,諧波污染嚴重;若采用繞線式異步電機或同步電機,則由于電刷和滑環(huán)的存在,導致故障率高,維護困難;如果改用無刷雙饋電機則可以解決這些問題.無刷雙饋電機(BDFM)同時具有同步電機和異步電機的優(yōu)點,它是由兩臺繞線式異步電機自級聯(lián)演變發(fā)展起來的一種新型交流調(diào)速電機.無刷雙饋電機定子上具有兩套極數(shù)不同的對稱三組繞組(分別稱之為功率繞組和控制繞組),其轉(zhuǎn)子可采用籠型結(jié)構或磁阻型結(jié)構,無需電刷和滑環(huán).在無刷雙饋電機的功率繞組上加工頻電源,控制繞組上加變頻電源就可以實現(xiàn)無級調(diào)速.因為流經(jīng)控制繞組的功率只是電機總功率的一部分,也就是說,控制變頻器的容量遠低于電機的總功率,并且控制繞組的能量流向是雙向的,所以采用無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)要以降低成本,減少電網(wǎng)諧波污染.正因為如此,使得無刷雙饋電機在大功率調(diào)速系統(tǒng)中有著廣闊的應用前景.但無刷雙饋電機的控制方法不同于三相異步電機和同步電機的,由于缺乏有效的控制策略,阻礙了其應用和推廣.盡管無刷雙饋的標量控制可以應用于低性能的調(diào)速系統(tǒng)中,但迫切需要新型的控制策略來改善其性能,以擴大其應用范圍.該文從無刷雙饋電機的結(jié)構和特點出發(fā),分析了無刷雙饋電機的性能特性,總結(jié)了幾種成熟的數(shù)學模型.從成熟的 d-q雙軸數(shù)學模型基礎上,通過坐標變換,把無刷雙饋電機分解成功率繞組子系統(tǒng)和控制繞組子系統(tǒng)兩個解耦的子系統(tǒng),兩個子系統(tǒng)的坐標系分別建立在與功率繞組和控制繞組電流在各自定子繞組中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場同步的旋轉(zhuǎn)磁場同步的旋轉(zhuǎn)坐標系下,在此坐標系下,相關的控制參數(shù)由交流量變?yōu)榱酥绷髁?從而得出了矢量解耦數(shù)學模型,在矢量解耦數(shù)學模型基礎上導出了幾種矢量解耦控制策略.該文作了大量的仿真來分析無刷雙饋電機的性能和運行特性,并通過仿真證實了無刷雙饋電機矢量解耦控制的可行性和有效性,得出結(jié)論:采用矢量解耦控制是一種有效可行的方法,尤其是采用基于同步角的矢量解耦控制,使得無刷雙饋電機的矢量控制變得與普通感應電機的矢量控制一樣簡單,且具有良好的魯棒性,能應用于性能要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中.通過該課題研究,有望加速無刷雙饋電機的推廣和應用.

4.學位論文 陳志偉 無刷雙饋電機專家自適應PID控制系統(tǒng)的研究 2004

無刷雙饋電機是一種新型電機,該電機不僅具有籠型轉(zhuǎn)子異步電機的簡單結(jié)構,而且具有繞線式轉(zhuǎn)子異步電機和同步電機的優(yōu)良特性:既可同步運行又可異步運行,既可作為交流調(diào)速電機,又可作為變速恒頻發(fā)電機,并可以實現(xiàn)無刷化.無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)可以用較小容量的逆變器對較大功率的電機進行調(diào)速,是一種很有希望的中壓節(jié)能調(diào)速方案,同時適用于風力發(fā)電、變落差水力發(fā)電、潮汐發(fā)電等可再生能源的開發(fā)、利用,因此,無刷雙饋電機的應用越來越受矚目,對其進行深入的研究具有十分重要的意義.該文以籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機及其調(diào)速系統(tǒng)作為研究對象,結(jié)合國內(nèi)外的有關文獻,首先介紹了無刷雙饋電機產(chǎn)生的背景條件、發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀、研究意義和應用前景,接著介紹了無刷雙饋電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構、工作原理、運行方式和功率分配等情況.該文就無刷雙饋電機目前比較常用的定轉(zhuǎn)子線圈變量表示的通用模型、轉(zhuǎn)子坐標下的雙軸模型以及混合坐標模型進行比較分析,尤其是對轉(zhuǎn)子坐標下的雙軸模型進行了深入研究,并利用MATLAB/Simulink軟件建立了無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)仿真模型,對無刷雙饋電機的單饋、同步和雙饋三種運行方式進行了仿真研究.在此基礎上,該文通過坐標變換,把逆變器電路和無刷雙饋電機方程在MATLAB/Simulink下結(jié)合成為一個整體進行仿真,從而為進一步研究逆變器的諧波對電機產(chǎn)生的影響以及尋找解決辦法帶來了方便.同時,還研究了軟起動對電機起動性能的改善作用.在開環(huán)的情況下,無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能無法滿足運行要求.到目前為止,國內(nèi)外已有不少專家學者對無刷雙饋電機的各種閉環(huán)控制方法進行了較為深入的研究,如標量控制、磁場定向控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、模型參數(shù)自適應控制等.該文在分析了無刷雙饋電機的開環(huán)特性的基礎上,對專家自適應PID控制進行研究,提出了無刷雙饋電機的專家自適應PID控制,并在起動和動態(tài)情況下進行仿真實驗.結(jié)果表明,與開環(huán)狀態(tài)相比,該控制器大大提高了無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能,使得電機在轉(zhuǎn)速或者負載發(fā)生改變時的超調(diào)量減小,且轉(zhuǎn)速更快重新趨于穩(wěn)定,是一種控制思想簡單、硬件實現(xiàn)方便的閉環(huán)控制調(diào)節(jié)方案.

5.期刊論文 王正.王鳳翔.張鳳閣.WANG Zheng.WANG Feng-xiang.ZHANG Feng-ge 基于轉(zhuǎn)差頻率旋轉(zhuǎn)坐標系的無刷雙饋電機數(shù)學模型 -電機與控制學報2007,11(3)

由于無刷雙饋電機功率繞組和控制繞組極數(shù)不同,兩套繞組電流在電機氣隙內(nèi)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不同,使得人們在建立無刷雙饋電機數(shù)學模型時,通常建立兩個旋轉(zhuǎn)坐標系.為解決此問題,本文提出一種基于轉(zhuǎn)差頻率旋轉(zhuǎn)坐標系的建模方法,將本是固定的控制繞組建立在以特定速度旋轉(zhuǎn)的坐標系上,這種方法可以將無刷雙饋電機數(shù)學模型建立在一個旋轉(zhuǎn)的坐標系上.這種建模方法,解決了原來數(shù)學模型建立過程復雜,難以理解的問題,并為建立類似傳統(tǒng)異步電機的矢量控制方法奠定了基礎.

6.學位論文 郭紅霞 無刷雙饋電機PID神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法的研究 2007

無刷雙饋電機(BDFM)是一種新型電機，它是由兩臺繞線式異步電機自級聯(lián)演變發(fā)展起來的一種新型交流調(diào)速電機，同時具有同步電機和異步電機的優(yōu)點，可以實現(xiàn)異步、同步、雙饋等多種運行方式。它既可作為電動機運行用于交流調(diào)速傳動系統(tǒng)，也可作發(fā)電機運行用于變速恒頻恒壓發(fā)電系統(tǒng)，具有變頻器(勵磁裝置)容量小，獨立調(diào)節(jié)有功功率和無功功率，控制功率因數(shù)，實現(xiàn)四象限無級調(diào)速，無刷化運行等特點，在風機和泵類機械的節(jié)能調(diào)速

系統(tǒng)及變速恒頻的水力和風力發(fā)電系統(tǒng)中具有廣闊的應用前景，因此它的推廣應用將具有較高的社會價值。本文以籠型無刷雙饋電機及其調(diào)速系統(tǒng)作為研究對象，在介紹了無刷雙饋電機基本情況的前提下，與電力電子技術、現(xiàn)代控制理論相結(jié)合對其運行特性和控制方法進行了系統(tǒng)的研究和仿真，主要工作內(nèi)容包括： 1．介紹了無刷雙饋電機的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、特點和應用前景； 2．研究了無刷雙饋電機的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構、工作原理、運行方式等； 3．建立了無刷雙饋電機的通用模型、d-q模型、混合坐標模型，構建了無刷雙饋電機的Simulink仿真模型。并對其進行了開環(huán)仿真實驗，驗證了電機動、靜態(tài)特性和開環(huán)運行時的特征； 4．在分析了標量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、轉(zhuǎn)子磁場定向控制等傳統(tǒng)控制策略后，提出適用于無刷雙饋電機的PID神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法，并通過Matlab/Simulink仿真證實了無刷雙饋電機PID神經(jīng)網(wǎng)絡控制的可行性和有效性，并具有較好的動態(tài)性能。 本文所完成的工作，對無刷雙饋電機的控制策略和控制方法的研究具有參考價值，并為無刷雙饋電機及其系統(tǒng)進一步實用化研究提供了理論技術基礎。

7.學位論文 解鑫 無刷雙饋變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的研究 2006

無刷雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)的研究是當前風力發(fā)電技術研究中一個很有前途的課題。它允許發(fā)電系統(tǒng)中風車與發(fā)電機直接連接，實現(xiàn)變速恒頻發(fā)電，而且在發(fā)電機的頻率調(diào)節(jié)中可以用相對小容量的變頻裝置。 本文比較了幾種變速恒頻方案，從中選擇了無刷雙饋式變速恒頻方案;它運用無刷雙饋電機的工作原理，允許發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化，而在電機定子控制繞組側(cè)接入低頻勵磁電流，通過控制該電流的頻率，保證無刷雙饋電機定子功率繞組輸出的頻率恒定。 無刷雙饋電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的核心，該電機不僅具有籠型轉(zhuǎn)子異步電機的簡單結(jié)構，而且具有繞線式轉(zhuǎn)子異步電機和同步電機的優(yōu)良特性，既可同步運行又可異步運行，既可作為交流調(diào)速電機，又可作為變速恒頻發(fā)電機，并可以實現(xiàn)無刷化。無刷雙饋電機調(diào)速系統(tǒng)可以用較小容量的逆變器對較大功率的電機進行調(diào)速，是一種很有希望的中壓節(jié)能調(diào)速方案. 本文利用仿真軟件，建立了變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)各組成部分的仿真模型，并進行了仿真實驗研究。仿真結(jié)果表明，所建模型是正確的，變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)具有良好的運行特性。 最后，根據(jù)無刷雙饋電機的特點，由d－q雙軸數(shù)學模型，通過坐標變換，將功率繞組和控制繞組在各自的同步坐標系下分別進行磁場定向，推導出無刷雙饋電機矢量解耦數(shù)學模型。

8.學位論文 崔軍輝 無刷雙饋電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究 2009

無刷雙饋電機是近年來發(fā)展起來的一種新型電機，它的轉(zhuǎn)子上無任何滑動觸點，除了堅固可靠外，該類電機的另一個特點是兼有籠型、繞線式感應電機和電勵磁同步電機的共同優(yōu)點。它既可作為交流調(diào)速電機，又可作為變速恒頻發(fā)電機，同時，作為一種性能優(yōu)良的新型電機，它在變頻調(diào)速時所需要的變頻器容量小，功率因數(shù)可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)差功率可反饋到電網(wǎng)。因此它越來越受到研究者的關注。 本文就無刷雙饋電機及其控制策略進行了深入的分析和研究，首先分析了無刷雙饋電機的磁場調(diào)制工作原理、運行方式，并利用Matlab/Simulink建立了無刷雙饋電機轉(zhuǎn)子速d-q軸數(shù)學模型，仿真研究了電機在各種運行方式下的開環(huán)特性，仿真試驗結(jié)果與理論分析基本吻合，獲得了一些有價值的結(jié)論，為無刷雙饋電機的閉環(huán)控制提供了依據(jù)。在對普通異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)策略和無刷雙饋電機工作原理深入研究的基礎上，構建了基于u-i磁鏈模型的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型，在不同場合下通過觀察轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形進一步驗證了無刷雙饋電機DTC控制的良好調(diào)速性能。研究了無刷雙饋電機DTC控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩脈動問題，提出了三種減小轉(zhuǎn)矩脈動的方法，有效地改善了無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制的性能。 在無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn)方面，本文在基于

TMS320LF2407A的交流電機變頻調(diào)速實驗平臺上完成各個模塊的程序編寫，并就主電路、控制電路、保護電路、檢測電路的設計做了詳細的說明，取得了一些階段性的成果。

9.期刊論文 楊俊華.吳捷.陳斌 無刷雙饋電機轉(zhuǎn)差率問題探討 -中小型電機2005,32(1)

無刷雙饋電機數(shù)學模型的推導、相量圖和等效電路的繪制,都需通過轉(zhuǎn)差率進行繞組間的頻率折算.無刷雙饋電機中共有三個轉(zhuǎn)差率:①轉(zhuǎn)子繞組對定子功率繞組旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率Sp,②轉(zhuǎn)子繞組對定子控制繞組旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率sc,③定子控制繞組旋轉(zhuǎn)磁場對定子功率繞組旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率s.這些轉(zhuǎn)差率的計算方法在眾多文獻中的闡述與推導均令人費解,物理意義不甚明了.文章首先從普通異步電機出發(fā),推導并給出了無刷雙饋電機三個轉(zhuǎn)差率的明確定義和簡單計算方法.

10.學位論文 張洋 無刷雙饋電機及其直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究 2007

無刷雙饋電機(BDFM)是一種結(jié)構簡單、堅固可靠、同異步通用的特種電機，和其它交流電機相比，無論是用于變頻調(diào)速還是用變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)，其突出的優(yōu)點在于，大大降低變頻器的容量，并且省去了電刷和滑環(huán)，提高了系統(tǒng)的可靠性，因此它特別適用于大容量變速傳動系統(tǒng)和變速恒頻恒壓的風力、水力發(fā)電系統(tǒng)。本文就該電機的等效電路、不同數(shù)學模型中的參數(shù)測試及直接轉(zhuǎn)矩控制方法進行了內(nèi)容廣泛的研究。 本文深入研究了無刷雙饋電機的基本結(jié)構、運行原理和數(shù)學模型。在此基礎上，，通過頻率折算、相數(shù)折算和有效匝數(shù)折算，進而得到了無刷雙饋電機功率繞組、控制繞組及轉(zhuǎn)子繞組有電的聯(lián)系的等效電路，并用該等效電路作了初步計算。計算結(jié)果表明，該等效電路基本是正確的。 無刷雙饋電機的數(shù)學模型有網(wǎng)絡模型和d-q軸模型，模型中的參數(shù)不盡相同，由于該電機定子上有不同極數(shù)的兩套繞組，電感的測量相對困難。本文采用了適用于任意繞組結(jié)構電機電感參數(shù)測試的靜測法，測定了樣機網(wǎng)絡模型中的參數(shù)，計算了d-q模型中的參數(shù)，并用類似于感應電機空載實驗測定電機參數(shù)的同步法測定了穩(wěn)態(tài)等效電路中的部分參數(shù)。 在對普通異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)策略和無刷雙饋電機工作原理深入研究的基礎上，本文構建了無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。針對無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，本文提出了適用于該種電機的轉(zhuǎn)矩預測法。仿真結(jié)果表明，該方法能有效地減小轉(zhuǎn)矩脈動、改善定子電流波形，且具有良好的動、靜態(tài)性能。在無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn)方面，本文在基于TMS320LF2407A的交流電機變頻調(diào)速實驗平臺上完成各個模塊的程序編寫，由于時間關系，系統(tǒng)總體調(diào)試沒有完成，取得了一些階段性的成果。 無刷雙饋電機的穩(wěn)態(tài)等效電路、等效電路中的參數(shù)測試和計算以及籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機的直接轉(zhuǎn)矩控制方法均為國內(nèi)外正在研究的內(nèi)容，本文在上述方面做了一些探索性的工作，所得的結(jié)論對于上述研究內(nèi)容具有參考價值。

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下載時間：2010年4月29日

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  本文關鍵詞：無刷雙饋電機的數(shù)學模型和有限元仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。