绕线转子无刷双馈电机的仿真与实验研究

发布时间：2017-10-16 05:24

  本文关键词：绕线转子无刷双馈电机的仿真与实验研究

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【摘要】：无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,简称BDFM)是一种新型电机,它属于交流电机的一种,只是电机结构和工作原理与普通交流电机不同。它省去了传统有刷电机的电刷和滑环,电机结构简单,运行方式多样,具有较低的运行成本和较高的运行可靠性。无刷双馈电机的这些优势,使其有望在某些关键领域取代传统电机,得到广泛的应用。本文主要围绕绕线转子无刷双馈电机,对电机的若干问题展开研究。全文主要包括以下几点内容：第一,简要介绍了无刷双馈电机的工作原理、定转子结构及各种不同的运行方式；第二,推导了绕线转子无刷双馈电机的数学模型,利用稳态等效电路分析了电机的功率流动方向,损耗及效率等问题；第三,总结了绕线转子无刷双馈电机设计的几个关键问题；第四,在有限元软件中建立一台绕线转子无刷双馈电机样机的有限元模型,对模型进行仿真分析,同时,对转子绕组做了优化设计,使其性能进一步加强；最后,对该样机进行具体的实验测试,将实测结果与理论分析结合,得出若干有价值的结论。本文的研究工作对绕线转子无刷双馈电机的设计、优化分析具有一定的参考价值。
【关键词】：无刷双馈电机 绕线转子 仿真 实验 有限元软件
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM306
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 无刷双馈电机的发展历史15-16
• 1.2 无刷双馈电机的研究现状16-17
• 1.2.1 无刷双馈电机的国外研究现状16-17
• 1.2.2 无刷双馈电机的国内研究现状17
• 1.3 无刷双馈电机的应用前景17-18
• 1.4 无刷双馈电机存在的问题18
• 1.5 本文的研究内容18-19
• 第二章 无刷双馈电机的基本原理及结构19-30
• 2.1 无刷双馈电机的基本工作原理19-20
• 2.2 无刷双馈电机的运行方式20-22
• 2.2.1 异步运行方式20-21
• 2.2.2 同步运行方式21
• 2.2.3 双馈运行方式21-22
• 2.2.4 发电运行方式22
• 2.3 无刷双馈电机的定子结构22-24
• 2.4 无刷双馈电机的转子结构24-29
• 2.4.1 特殊笼型和磁阻转子24-25
• 2.4.2 绕线转子25-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 绕线转子无刷双馈电机的动态数学模型和等效电路30-38
• 3.1 绕线转子无刷双馈电机的动态数学模型30-33
• 3.1.1 磁链方程30-32
• 3.1.2 电压方程32-33
• 3.1.3 转矩方程33
• 3.2 绕线转子无刷双馈电机的等效电路分析33-37
• 3.2.1 等效电路与参数折算33-35
• 3.2.2 电机的功率分配与能量流动关系35
• 3.2.3 电机的损耗与效率35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 绕线转子无刷双馈电机的设计38-44
• 4.1 绕线转子无刷双馈电机定子绕组极对数的设计38-39
• 4.2 定转子槽配合的选择39-40
• 4.3 主要尺寸和电磁负荷的选择40-41
• 4.4 绕线转子无刷双馈电机的参数计算41-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 绕线转子无刷双馈电机的有限元建模与仿真44-56
• 5.1 有限元法分析电机基础44
• 5.2 绕线转子无刷双馈电机的建模44-47
• 5.3 绕线转子无刷双馈电机的仿真分析47-55
• 5.3.1 绕线转子无刷双馈电机的稳态运行分析47-49
• 5.3.2 绕线转子无刷双馈电机的磁场分析49-50
• 5.3.3 绕线转子与特殊笼型转子的性能比较50-53
• 5.3.4 绕线转子无刷双馈电机的优化设计53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 绕线转子无刷双馈电机的实验测试与结果分析56-66
• 6.1 实验设备及方案56-57
• 6.2 绕线转子无刷双馈电机发电可靠性及稳定性测试57-60
• 6.3 电机的电压、电流及功率与效率实验60-64
• 6.3.1 电机的电压、电流实验60-62
• 6.3.2 功率与效率实验62-64
• 6.4 本章小结64-66
• 第七章 总结与展望66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况72

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本文编号：1040864