张 岳 王凤翔 邢军强 Milutin Jovanovic David Atkinson

(1.沈阳工业大学电气工程学院 沈阳 110870 2.诺桑比亚大学计算、工程与信息科学学院 纽卡斯尔 NE1 8ST 3.纽卡斯尔大学电气、电子与计算机工程学院 纽卡斯尔 NE1 7RU)

1 引言

无刷双馈电机的定子铁心上嵌有两套不同极数的绕组，分别用作功率绕组和控制绕组，转子为无刷结构，通过转子对定子两套绕组电流产生磁场进行调制，实现机电能量转换。在电动运行方式下，可异步运行和同步运行，并可通过改变控制绕组电流的频率、幅值和相位，实现低于和高于同步速的双馈调速运行。在发电运行方式下，则可通过控制绕组的交流励磁实现变速恒频运行[1,2]。由于控制绕组所需要的变流器功率较小和控制系统成本较低，无刷双馈电机在大中型交流电机调速系统和变速恒频发电系统中具有良好的应用前景[3-5]。特别是近年来，随着兆瓦级变速恒频风力发电系统中有刷结构双馈电机故障率的增多，人们对双馈电机的无刷化充满期待，从而推动了无刷双馈电机在变速恒频风力发电系统的应用研究。

由于无刷双馈电机的机电能量转换是基于转子对定子上不同极数的功率绕组和控制绕组电流磁场的调制作用来实现的，因此，如何优化转子结构设计提高其磁场调制能力成为无刷双馈电机设计的关键技术。无刷双馈电机的转子对于定子绕组电流产生磁场的调制作用主要有两种方式：一种是通过转子绕组的感应电流产生磁场对定子绕组电流磁场的反作用；……