【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電阻上消耗的電功率。 從串極電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程來(lái)看，如果改變第二臺(tái)電機(jī)外接電阻的阻值，消耗在其上的滑差功率就會(huì)發(fā)生變化。在 NP 一定的前提下，機(jī)組的轉(zhuǎn)差率將發(fā)生變化，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨之發(fā)生改變。由于電機(jī)采用這種串極方法時(shí)可以取消滑環(huán)和電刷，并在一定范圍內(nèi)調(diào)速，人們?cè)?jīng)將兩臺(tái)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子安裝在同一機(jī)座內(nèi)，使串極電機(jī)從外觀上看是一臺(tái)電機(jī)從而減小機(jī) 組的體積和提高運(yùn)行性能，以 Hunt 和 Creedy 為代表的研究者將兩個(gè)轉(zhuǎn)子合二為一構(gòu)成一個(gè)公用轉(zhuǎn)子，并采用了較以往電機(jī)更為先進(jìn)可行的理論對(duì)定子繞組進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使之具有一套轉(zhuǎn)子繞組、一套能產(chǎn)生不同極數(shù)的定子繞組，且具有一個(gè)共同的磁路的單一機(jī)組，這就是無(wú)刷雙饋電機(jī)的原型。但由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)調(diào)節(jié)限制，該電機(jī)未能投入實(shí)用研究。 進(jìn)入 70 年代后，交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)得到了較快的發(fā)展，在各行業(yè)發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。但隨之而來(lái)的變頻器的高成本、諧波污染等問(wèn)題也受到了關(guān)注。研究者發(fā)現(xiàn)在串極電機(jī)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)機(jī)組的轉(zhuǎn)差 率發(fā)生變化，第二臺(tái)電機(jī)的定子電流頻率也會(huì)隨之改變。反之，如果改變第二臺(tái)電機(jī)定子繞組的電流頻率，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也將發(fā)生變化，且由于通過(guò)第二臺(tái)電機(jī)定子繞組的是轉(zhuǎn)差功率，功率大小與調(diào)速范圍直接相關(guān)。在電機(jī)調(diào)速范圍不大的情況下，該功率遠(yuǎn)小于由第一臺(tái)電機(jī)的定子繞組輸入的功率。這樣，將變頻器代替第二臺(tái)電機(jī)定子所接的電阻，就可采用較小容量的變頻器來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，在 70 年代后期，單一機(jī)組串極電機(jī)的研究又吸引了很多研究者的注意。對(duì)于電機(jī)本體，以 Braodway 為代表的研究者們?cè)?Hunt 發(fā)明的電機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大改進(jìn)。 他們?cè)跐M足無(wú)刷雙饋電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)要求的前提下，將相調(diào)制理論應(yīng)用到極變換繞組，使定轉(zhuǎn)子繞組極數(shù)配合的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并通過(guò)對(duì)普通雙層繞組的適當(dāng)連接獲得了兩種極對(duì)數(shù)磁場(chǎng)，簡(jiǎn)化了定子繞組。轉(zhuǎn)子采用了類鼠籠式結(jié)構(gòu)，這些成果將自串極無(wú)刷異步電機(jī)理論向前推進(jìn)了一步，得到了目前被稱為無(wú)刷雙饋電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)形式（如圖 所示）。其中在氣隙中產(chǎn)生 p 極對(duì)數(shù)磁場(chǎng)的繞組連接稱為功率繞組，在氣隙 5 中產(chǎn)生 cp 極對(duì)數(shù)磁場(chǎng)的繞組連接稱為控制繞組。 八十年 代后，雙勵(lì)磁磁組式電機(jī)成為無(wú)刷雙饋電機(jī)研究的又一個(gè)新分支。隨著新型電力電子器件和微處理器的飛速發(fā)展，各種交流電機(jī)的控制策略如標(biāo)量控制、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、模型參數(shù)自適應(yīng)控制等也都開(kāi)始應(yīng)用于無(wú)刷雙饋電機(jī)，這一切使無(wú)刷雙饋電機(jī)及其系統(tǒng)的研究呈現(xiàn)出了新的熱潮，促使無(wú)刷雙饋電機(jī)從實(shí)驗(yàn)室研究階段邁向?qū)嵱没瘧?yīng)用階段。 無(wú)刷雙饋電機(jī)的研究意義 無(wú)刷雙饋電機(jī)是一種新型的，同時(shí)具有同步電機(jī)和異步電機(jī)特點(diǎn)的交流調(diào)速電機(jī)，其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原來(lái)與傳統(tǒng)的交流電機(jī)有較大的差別，無(wú)刷雙饋電機(jī)的定子上具有兩套極數(shù)不同的對(duì)稱三相 繞組，分別稱為功率繞組和控制繞組，轉(zhuǎn)子采用籠型或磁組型的結(jié)構(gòu)，取消了電刷和滑環(huán)。通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁動(dòng)勢(shì)諧波或磁導(dǎo)諧波對(duì)定子不同極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。如果改變控制繞組的連接方式及其外加電源的頻率、幅值和相位可以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷雙饋電機(jī)的多種運(yùn)行方式。 無(wú)刷雙饋電機(jī)是在上世紀(jì)初 Hunt 提出的自級(jí)聯(lián)感應(yīng)電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，一些學(xué)者對(duì)該類電機(jī)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和完善，至上世紀(jì) 80年代末 90 年代初發(fā)展成為無(wú)刷雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電機(jī)。無(wú)刷雙饋?zhàn)冾l調(diào)速電機(jī)與轉(zhuǎn)子接串調(diào)或雙饋裝置的繞組電機(jī)相似，可以用較小容量 的變頻器對(duì)較大功率的電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，特別適合于大功率的風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載的調(diào)速，是一種很有希望的中壓節(jié)能調(diào)速方案。 無(wú)刷雙饋電機(jī)不但和籠型轉(zhuǎn)子或磁組型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)一樣，取消了電刷和滑環(huán)，提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性，減小了維護(hù)的成本，而且具有良好的啟動(dòng)和運(yùn)行性能，并可方便的實(shí)現(xiàn)異步、同步、雙饋和變速恒頻發(fā)電等多種運(yùn)行方式。對(duì)該種電機(jī)的研究和開(kāi)發(fā)可望有效解決制約傳統(tǒng)交流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的某些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，以及水力，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的恒頻變速問(wèn)題，因此，對(duì)無(wú)刷雙饋電機(jī)進(jìn)行深入的研究具有十分重要的意義。 無(wú)刷雙饋電機(jī)作為變 頻調(diào)速電機(jī)，當(dāng)應(yīng)用于大容量的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，由于變頻器的容量大大減小，從而可以大大降低調(diào)速系統(tǒng)的成本。 在許許多多的生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，如發(fā)電廠和鋼鐵企業(yè)中，水泵和通風(fēng)機(jī)等負(fù)載面廣量大，如果采用交流變頻調(diào)速裝置替代閥門(mén)，擋板來(lái)調(diào)節(jié)流量，可獲得很好的節(jié)能效果。然而，不幸的是在風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載中采用普通的變頻調(diào)速系統(tǒng)，盡管可以起到良好的節(jié)能效果，但是存在的最大問(wèn)題是變頻器（特別是大中容量的變頻器）的價(jià)格太高，往往使大中型電機(jī)的變頻調(diào)速變得可望不可及，有些觀點(diǎn)認(rèn)為，大中型電機(jī)采用變頻調(diào)速后，無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)諧波分析研究 6 一次性投資成本的利息比由節(jié)能所 省下的錢(qián)還多。因此，如何降低所需變頻器容量從而降低整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的成本成為在更大范圍內(nèi)推廣變頻調(diào)節(jié)節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵所在。 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中一般采用籠型感應(yīng)電機(jī)，由于所需變頻器的容量大于電機(jī)的額定功率，而變頻器的價(jià)格一般要高出同容量電機(jī)的 3~4 倍，因此整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的成本很高，從而限制了該類變頻調(diào)速系統(tǒng)在更大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。近些年來(lái)，一些學(xué)者對(duì)繞線式感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng) —— 有刷雙饋調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，由于該類調(diào)速系統(tǒng)可以通過(guò)控制轉(zhuǎn)差功率的轉(zhuǎn)子電流來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，因此所需變頻器的容量只是有定子繞組提供 給系統(tǒng)的功率的一小部分。在風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載中，一般調(diào)速范圍在70~100%額定轉(zhuǎn)速之間，所需變頻器的功率很小，因此繞線式感應(yīng)電機(jī)雙饋調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與籠型電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)相比只需一個(gè)較小的變頻器，因而大大降低了變頻器的容量和造價(jià)，減小了調(diào)速系統(tǒng)的成本。但是，繞線式感應(yīng)電機(jī)具有電刷和滑環(huán)，其運(yùn)行的可靠性差，需要經(jīng)常維護(hù)，特別在某些易燃易爆和多灰的場(chǎng)合難以推廣應(yīng)用。 當(dāng)采用無(wú)刷雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，承擔(dān)主要輸入電功率的定子功率繞組可以直接由工頻電網(wǎng)供電，而變頻器只需為定子控制繞組提供“轉(zhuǎn)差功率”，不僅降低了調(diào)速系統(tǒng)的 成本，而且實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷化，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 無(wú)刷雙饋?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)與其他調(diào)速系統(tǒng)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)： 1) 通過(guò)變頻器的功率僅占電動(dòng)機(jī)總功率的一小部分，可以大大降低變頻器的容量，從而降低了調(diào)速系統(tǒng)的成本； 2) 功率因數(shù)可調(diào)，可以提高調(diào)速系統(tǒng)的力能指標(biāo)； 3) 與有刷雙饋和串調(diào)系統(tǒng)相比，取消了電刷和滑環(huán)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性； 4) 即使在變頻器發(fā)生故障的情況下，電動(dòng)機(jī)仍然可以運(yùn)行于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下； 5) 電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速僅與功率繞組和控制繞組的頻率及其相序有關(guān)，而與負(fù)載轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)，因此電機(jī)具有硬的機(jī)械特性。 用無(wú)刷雙饋電機(jī)取 代常規(guī)的高壓感應(yīng)電機(jī)，可以有效解決高壓電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中存在的技術(shù)難題。 實(shí)現(xiàn)高壓電機(jī)的變頻調(diào)速一般有兩種方法：一種是采用高壓變頻器；另一種是采用高 — 低 — 高變頻方案。當(dāng)采用高壓直接變頻時(shí)，由于需要采用多器件的串并聯(lián)，線路復(fù)雜，技術(shù)難度大，系統(tǒng)的可靠性差，而且高壓變頻器的價(jià)格比同容量的普通低壓變頻器要高得多；當(dāng)采用高 — 低 — 高變頻方案時(shí)，需要先用降壓變壓器把高壓變?yōu)榈蛪?，?jīng)低壓變頻后，再用生壓變壓器生壓，該方案的優(yōu)點(diǎn)是可采用普通的低壓變頻器，缺點(diǎn)是多了兩臺(tái)同容量的變壓器，增加了調(diào)速系統(tǒng)的成本。 如果采 用無(wú)刷雙饋電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，功率繞組可以由高壓電源供電，控制繞組由 7 普通的低壓變頻器供電，則高壓電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)存在的上述問(wèn)題可以得到有效的解決。 作為異步和同步通用的電機(jī)，無(wú)刷雙饋電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷化和通用化，既具有感應(yīng)電機(jī)良好的自啟動(dòng)性能，又具有同步電機(jī)優(yōu)良的運(yùn)行性能。 目前應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面大量廣的交流電機(jī)主要是同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)，由于電機(jī)結(jié)構(gòu)上的差異，同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)一般是不能兼用的，而它們各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。 同步電機(jī)和繞線式感應(yīng)電機(jī)都采用電刷和滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組與外部電路的連接，由于滑動(dòng)觸頭和電 刷磨損，不僅降低了電機(jī)運(yùn)行的可靠性，而且電刷需要定期維護(hù)和更換，增加了運(yùn)行費(fèi)用。此外滑動(dòng)接觸容易產(chǎn)生火花，從而限制了有刷電機(jī)在含有易燃和易爆氣體的餓環(huán)境中的應(yīng)用。普通籠型感應(yīng)電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是它又不如繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)的控制那么方便，也不如同步電機(jī)的運(yùn)行性能指標(biāo)高。 因此，開(kāi)發(fā)研制一種集各種電機(jī)優(yōu)勢(shì)，既無(wú)刷化（堅(jiān)固可靠）又通用化（能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行方式）的新型交流電機(jī)是電機(jī)的一個(gè)重要發(fā)展方向，也是當(dāng)前我國(guó)電機(jī)制造業(yè)亟待解決的一項(xiàng)重大技術(shù)難題，目前在部分同步電機(jī)中采用的無(wú)刷勵(lì)磁雖然取消了滑環(huán)和電刷，但并未使電 機(jī)的到簡(jiǎn)化，而是將勵(lì)磁控制元件固定在轉(zhuǎn)子上隨電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，增加了電機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和制造成本，并未從根本上解決電機(jī)的運(yùn)行可靠性問(wèn)題，因?yàn)殡S轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)的電子元件和控制電路增加了轉(zhuǎn)子運(yùn)行的不可靠因數(shù)。永磁電機(jī)雖然可以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷化，但是由于其勵(lì)磁不能調(diào)節(jié)從而限制了它的應(yīng)用范圍。目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中大量應(yīng)用的同步電機(jī)和繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)仍然采用有刷結(jié)構(gòu)。而大中型異同步無(wú)刷通用交流電機(jī)具有廣闊的市場(chǎng)。 無(wú)刷雙饋調(diào)速電機(jī)從根本上解決了無(wú)刷化問(wèn)題，除了無(wú)刷可靠外，該類電機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)是兼有籠型、繞線式感應(yīng)電機(jī)和電勵(lì)磁 同步電機(jī)的共同優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)簡(jiǎn)單的改變控制繞組的聯(lián)接與饋電方式，可以方便的實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)、異步、同步和雙饋等多種運(yùn)行方式，使其竟既具有良好的啟動(dòng)特性，又具有優(yōu)良的運(yùn)行性能。 無(wú)刷雙饋電機(jī)作為變速恒頻交流發(fā)電機(jī)，應(yīng)用于水力或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。 水力或風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般極數(shù)較多，特殊的運(yùn)行工況對(duì)發(fā)電機(jī)的可靠性提出了很高的要求。近年來(lái)，將繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)用于交流了勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的研究工作已引起國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究興趣，取得了學(xué)多研究成果并已成功的應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。但繞線式感應(yīng)電機(jī)具有電刷和滑環(huán)，可靠 性差是其致命的弱點(diǎn)。 無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)諧波分析研究 8 無(wú)刷雙饋電機(jī)作為交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)變速恒頻恒壓運(yùn)行，特別適合于多極低速水力或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率繞組用于發(fā)電，控制繞組用作交流勵(lì)磁，根據(jù)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的頻率便可實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電，通過(guò)改變勵(lì)磁電流的幅值和相位可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功調(diào)節(jié)。因此在水力和風(fēng)力變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)中，無(wú)刷雙饋電機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景。 在我國(guó)，已經(jīng)將“交流勵(lì)磁變速發(fā)電機(jī)的研究”列為三峽工程水力發(fā)電機(jī)組技術(shù)急需進(jìn)一步研究的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的首位。有理由相信，在對(duì)無(wú)刷雙饋的研究取得重大進(jìn)展和突破以后，將其 用于抽水蓄能電站機(jī)組以取代繞線式感應(yīng)電機(jī)，從而提高電機(jī)的運(yùn)行可靠性，也是無(wú)刷雙饋電機(jī)一個(gè)很有發(fā)展前景的應(yīng)用領(lǐng)域。 上述應(yīng)用展示了無(wú)刷雙饋電機(jī)廣闊的應(yīng)用前景。但是，任何事物都具有兩面性，無(wú)刷雙饋電機(jī)也有其固有的缺點(diǎn)。由于該種電機(jī)的定子內(nèi)同時(shí)嵌有兩套對(duì)稱的三相繞組，因此，與常規(guī)的交流電機(jī)相比，其功率密度較低，體積較大。但與串級(jí)聯(lián)接的兩臺(tái)感應(yīng)電機(jī)相比，體積要小得多。在無(wú)刷雙饋調(diào)速系統(tǒng)中，雖然電機(jī)的成本稍高一些，但所需變頻器容量和價(jià)格的下降，仍能使這個(gè)系統(tǒng)的成本大大降低。 9 第二章 無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的原理 無(wú)刷雙饋 電機(jī)定子上有兩套不同極對(duì)數(shù)繞制的繞組 ,分別流過(guò)不同頻率的三相對(duì)稱電流 ,氣隙中存在幾種不同極對(duì)數(shù)的磁場(chǎng)，與傳統(tǒng)電機(jī)相比有很大差異 ,采用傳統(tǒng)交流電機(jī)的基本理論難以解釋其轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機(jī)理和電機(jī)能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。本章首先簡(jiǎn)單介紹一下定子繞組的結(jié)構(gòu) ,然后討論轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)和原理。 定子繞組的結(jié)構(gòu) 無(wú)刷雙饋電機(jī)的定子鐵芯即為一般異步電機(jī)鐵芯 ,但起定子繞組需要能在同一氣隙中產(chǎn)生兩種不同極對(duì)數(shù)的磁場(chǎng)。 從理論上講，這種要求可以通過(guò)以下集中方法來(lái)實(shí)現(xiàn)： 獨(dú)立的定子繞組：在定子上安排兩套分別對(duì)應(yīng)于兩種不同極對(duì)數(shù)的繞 組； 多并聯(lián)支路單套繞組：定子繞組每相有三個(gè)或三的倍數(shù)個(gè)并聯(lián)支路，通過(guò)內(nèi)部對(duì)不同相支路的連接，形成另一種極數(shù)的繞組； 內(nèi)部交叉連接繞組：主要用于極對(duì)數(shù)的配合比率為“奇：偶”或“偶：奇”的情況； 極幅調(diào)制（ PAM）繞組：這種繞組每相有兩個(gè)并聯(lián)通路，通過(guò)對(duì)每相一半繞組中的電流反相來(lái)得到另一種極數(shù)的繞組。這種繞組適用于任何極數(shù)，但可能會(huì)導(dǎo)致調(diào)制后生成的極數(shù)下繞組的分布系數(shù)較低。 由于方案 4 在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有很大的局限性 ,本文就根據(jù)方案 2 把無(wú)刷雙饋電機(jī)的定子繞組分為單繞組和雙繞組兩種方案。 單繞組方 案即從單一的定子繞組中引出兩個(gè)端口 (如 3Y),從不同端口看進(jìn)去時(shí) ,繞組應(yīng)呈現(xiàn)不同的極數(shù) p2 和 q2 。這樣單一的定子繞組同時(shí)起到了主、副繞組的作用。兩種不同頻率的電流同時(shí)流入不同的端口時(shí) ,在電機(jī)內(nèi)形成不同極數(shù)、不同轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。設(shè)計(jì)的單定子繞組對(duì)于 p2 極和 q2 極必須是各自對(duì)稱的。對(duì)于單定子繞組的無(wú)刷雙饋電機(jī)來(lái)說(shuō)，一套定子繞組應(yīng)有 6 個(gè)出線端，分別 作為工頻和變頻電源的入口，當(dāng)兩個(gè)端口同時(shí)供電時(shí)，回產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的、不同極對(duì)數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。為了是兩個(gè)電源互不干擾，由功率繞 p 對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，應(yīng)在 cp 對(duì)極控制繞組的 3個(gè)出線端之間不出現(xiàn)電勢(shì)差，以避免控制端口通電時(shí)引起工頻電源的附加電流；同理，有控制繞組 cp 對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)也應(yīng)在 p 對(duì)極功率繞組的出線 端間不產(chǎn)生電勢(shì)差，不引起變頻電源的附加電流。此外繞組在選擇線圈節(jié)距和線圈組排列時(shí)，須同時(shí)兼顧兩種極對(duì)數(shù)下消弱不必要的諧波的要求。根據(jù)這個(gè)原理，定子繞組無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)諧波分析研究 10 需要采用多并聯(lián)支路方式進(jìn)行連接，并盡可能使三相繞組實(shí)現(xiàn)最佳分布，圖 就是一臺(tái) 36 槽 （ 6+2） 極的無(wú)刷雙饋電機(jī)的一種繞組方案，該方案中采用的是 120176。相帶雙層分布疊繞組，從 abc 端口看進(jìn)去時(shí)呈現(xiàn) 2 極，從 ABC 端口呈現(xiàn) 6 極。 圖 36 槽（ 6+2）極的無(wú)刷雙饋電機(jī)的繞組方案之一 雙繞組方案是采取在同一定子鐵心上安放兩套相對(duì)獨(dú)立繞組的方式。也是無(wú)刷雙饋電機(jī)在定子繞組設(shè)計(jì)中最為簡(jiǎn)單的一種方法。由于兩套繞組相互獨(dú)立，可按各自要求選取最佳的繞組節(jié)距和繞組排列，特別可有目的地消除某些諧波影響，使設(shè)計(jì)具有較大的選擇余地，定子繞組的設(shè)計(jì)具有靈活性。 有上可知，采用單繞組的好處是定子槽和繞組的利用率高，銅損耗相對(duì)小些，單設(shè)計(jì)困難，不易得到主、副繞組兩全其美的方案。雙繞組方案雖然槽利用率低些，但設(shè)計(jì)容易，便于獲得主、副繞組之間較理想的耦合關(guān)系。 轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu) 籠型無(wú)刷雙饋電機(jī)中不同極數(shù)定子磁場(chǎng) p2 和 cp2 之間的耦合是通過(guò)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)波的調(diào)制作用實(shí)現(xiàn)的，提升轉(zhuǎn)子磁勢(shì)中有用的 p2 和 cp2 次諧波分量，同時(shí)抑制其它次諧波就成為轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。根據(jù)前面的分析可知，若轉(zhuǎn)子導(dǎo)條數(shù) cp ppQ ??2 ，由于齒槽的作用，轉(zhuǎn)子會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)極對(duì)數(shù)分別為 p 和 cp 對(duì)極的磁場(chǎng)，滿足對(duì)定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換。但 從電機(jī)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，按此原則設(shè)計(jì)出的一些實(shí)用 p 和 cp 對(duì)極組合，轉(zhuǎn)子所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)條數(shù)太少，轉(zhuǎn)子槽漏抗將很大，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量諧波，將嚴(yán)重?fù)p 11 壞電機(jī)的性能。因此在保證電機(jī)結(jié)構(gòu)滿足機(jī)電能量轉(zhuǎn)換要求的前提下，還需采取措施減小轉(zhuǎn)子漏抗，優(yōu)化電機(jī)特性。 從電機(jī)學(xué)可知，導(dǎo)條數(shù)為 2Q 的鼠籠轉(zhuǎn)子可以看成是 2Q 相的轉(zhuǎn)子繞組。從繞組的角度看，一個(gè) 2Q 相繞組與 2Q 根鼠籠導(dǎo)條的區(qū)別在于每相中線圈的分布。換言之，如果在不改變轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)的條件下增加轉(zhuǎn)子的槽數(shù)，槽漏抗將大大降低，這樣在保證無(wú)刷雙饋電機(jī)運(yùn)行原理對(duì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)基本要求的情況下，可以有效的優(yōu)化電機(jī)的運(yùn)行特性。 由于無(wú)刷雙饋電機(jī)具有自起動(dòng)性能，因此不需要在轉(zhuǎn)子上裝設(shè)起動(dòng)籠。總的說(shuō)來(lái)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可分為磁組式和籠型兩大類。圖 示出了無(wú)刷雙饋電機(jī)通常采用的 4種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式（其中 4?rp ）。 在圖 中， 1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與常規(guī)的感應(yīng)電機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子相類似，如果不考慮短路籠條的作用，定子電流產(chǎn)生的不同極數(shù)的磁動(dòng)勢(shì)可以在任何方向上隨意流動(dòng)。然而在 rp 組同心式短路線圈的作用下，除恒定磁通外，交變磁通并不能只有流通。由于感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流阻止磁通通過(guò)短路線圈，定子磁動(dòng)勢(shì)在線圈中心線處遇到了較大的“磁阻”，而相鄰線圈組分界處的“磁阻”較小。 1 轉(zhuǎn)子制造容易。