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无刷双馈电机运行探讨

排列3 www.jeimw.cn 由于BDFG的原型是由两台电机级联构成的,两台电机的定子绕组的电流有不 同的相序配合,两台电机的转子绕组在电气结构上有同相序连接和反相序连接。 由于定子绕组和转子绕组的不同相序配合,本小节从基本的电机理论出发,对无 刷双馈电机的基本工作原理进行了推导。 从图2.2知BDFG有两套定子绕组,分别为功率绕组用P表示,称为功率侧; 和控制绕组用c表示,称为控制侧。一套转子绕组,用r表示。示意图中是转子 绕组采用反相序连接。

转子绕组反相序连接 根据电机理论:在稳定运行时,电机定子的磁场旋转速度与转子的磁场旋转 速度是相同的,即两磁场相对静止。 比较前面论述及功率流向示意图可以看出:无刷双馈电机的控制侧能量在电 网和电机控制侧之间双向流动,当发电机在亚同步速运行时,控制侧从电网吸收 能量;当发电机的转速为超同步速时,控制侧向电网传递能量。因此接于控制侧 用于励磁电源的变频器必须是能量能够双向流动的。高质量的变频电源对BDFG 变速恒频风力发电是至关重要的。

BDFG的功率定子绕组和控制定子绕组的极数不同,电磁场没有在两套定子绕 组间直接祸合,转子绕组在两套定子绕组之间对电磁功率间接传递,这种复杂的 电磁关系导致其性能的分析与传统异步电机及同步电机有较大的差别。两套定子 的极对数不同,绕组电流产生的旋转磁场速度不同,使两个电流的数学关系很复 杂,很难建立起功率绕组电流和控制绕组电流之间的控制关系。为了更好地探讨 BDFG的控制规律并对其进行整体分析,需推导其数学模型。 由功率子系统模型和控制子系统组成的BDFG的动态数学模型,分为电压方 程、磁链方程、转矩方程和运动方程。在分析中首先假定pnl. (1)功率侧定子绕组、控制侧定子绕组及转子绕组各自对称,忽略空间谐波和时间 谐波,则产生的磁动势沿气隙圆周按正弦规律分布; (2)各绕组每相的电阻、自感及互感恒定: {3)假定不考虑BDFG中导体的集肤效应,设磁路是线性未饱和的,忽略铁心损耗。

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