论文目录 | |
| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-24页 |
| 符号 | 第24-36页 |
| 缩写词 | 第36-38页 |
| 第1章 绪论 | 第38-64页 |
| §1.1. 选题背景及意义 | 第38-42页 |
| §1.2. 国内外无刷双馈电机的研究现状 | 第42-56页 |
| §1.2.1. 无刷双馈电机结构与工作原理 | 第42-48页 |
| §1.2.2. 无刷双馈电机分析与设计方法 | 第48-49页 |
| §1.2.3. 无刷双馈电机应用与控制策略 | 第49-51页 |
| §1.2.4. 无刷双馈电机潜在的应用场合 | 第51-56页 |
| §1.3. 本课题研究内容与论文结构 | 第56-58页 |
| §1.3.1. 课题研究主要内容 | 第56-57页 |
| §1.3.2. 论文结构 | 第57-58页 |
| 参考文献 | 第58-64页 |
| 第2章 统一气隙磁场调制理论 | 第64-98页 |
| §2.1. 引言 | 第64页 |
| §2.2. 绕组函数法 | 第64-73页 |
| §2.2.1. 绕组磁动势分析 | 第64-66页 |
| §2.2.2. 经典绕组函数法及其局限性 | 第66-68页 |
| §2.2.3. 扩展绕组函数法 | 第68-73页 |
| §2.3. 电磁电机与开关变换器的相似性 | 第73-76页 |
| §2.3.1. 初始励磁磁动势 | 第75页 |
| §2.3.2. 调制器 | 第75-76页 |
| §2.3.3. 电枢绕组 | 第76页 |
| §2.4. 数学描述 | 第76-80页 |
| §2.4.1. 绕组函数 | 第76-77页 |
| §2.4.2. 调制算子 | 第77-79页 |
| §2.4.3. 调制系数 | 第79页 |
| §2.4.4. 等效气隙模型 | 第79-80页 |
| §2.4.5. 信号流图 | 第80页 |
| §2.5. 应用 | 第80-95页 |
| §2.5.1. 拓扑分析 | 第80-88页 |
| §2.5.2. 统一转矩密度方程推导 | 第88-93页 |
| §2.5.3. 电机结构创新 | 第93-95页 |
| §2.6. 电机拓扑的发展趋势 | 第95页 |
| §2.7. 本章小结 | 第95页 |
| 参考文献 | 第95-98页 |
| 第3章 无刷双馈电机电感特性分析 | 第98-128页 |
| §3.1. 引言 | 第98页 |
| §3.2. 无刷双馈电机的定子绕组 | 第98-101页 |
| §3.3. 级联双馈感应电机 | 第101-103页 |
| §3.3.1. 气隙磁场分布 | 第101页 |
| §3.3.2. 电感特性分析 | 第101-103页 |
| §3.4. 无刷双馈感应电机 | 第103-110页 |
| §3.4.1. 气隙磁场分布 | 第103-106页 |
| §3.4.2. 电感特性分析 | 第106-110页 |
| §3.5. 无刷双馈磁阻电机 | 第110-116页 |
| §3.5.1. 简单凸极转子式 | 第110-113页 |
| §3.5.2. 多层磁障转子式 | 第113-116页 |
| §3.6. 磁通切换电机 | 第116-126页 |
| §3.6.1. 气隙磁场分布 | 第116-119页 |
| §3.6.2. 电感特性分析 | 第119-126页 |
| §3.7. 无刷双馈电机电感特性比较 | 第126-127页 |
| §3.8. 本章小结 | 第127页 |
| 参考文献 | 第127-128页 |
| 第4章 无刷双馈电机螺旋矢量建模 | 第128-150页 |
| §4.1. 引言 | 第128页 |
| §4.2. 螺旋矢量理论 | 第128-130页 |
| §4.2.1. 基本理论 | 第128-129页 |
| §4.2.2. 螺旋矢量理论与其他电机分析理论的比较 | 第129-130页 |
| §4.3. 基本假设 | 第130-131页 |
| §4.4. 级联双馈感应电机螺旋矢量建模 | 第131-133页 |
| §4.5. 无刷双馈感应电机螺旋矢量建模 | 第133-138页 |
| §4.5.1. 模型推导 | 第133-135页 |
| §4.5.2. 模型降阶 | 第135-138页 |
| §4.6. 无刷双馈磁阻电机螺旋矢量建模 | 第138-140页 |
| §4.7. 无刷双馈电机模型一致性与参数差异性 | 第140页 |
| §4.8. 无刷双馈电机共性问题研究 | 第140-144页 |
| §4.8.1. 双馈同步运行条件 | 第140-141页 |
| §4.8.2. 可能的运行模式及各运行模式下的转矩构成 | 第141-143页 |
| §4.8.3. 极限运行范围 | 第143-144页 |
| §4.9. 无刷双馈电机参数及性能比较 | 第144-147页 |
| §4.9.1. 转子阻抗参数对电机性能的影响 | 第144-146页 |
| §4.9.2. 模型层级结构 | 第146-147页 |
| §4.10. 本章小结 | 第147-148页 |
| 参考文献 | 第148-150页 |
| 第5章 无刷双馈电机转矩密度方程 | 第150-168页 |
| §5.1. 引言 | 第150页 |
| §5.2. 传统交流电机设计方法 | 第150-151页 |
| §5.3. 传统电机设计方法中存在的问题 | 第151页 |
| §5.4. 双电气端口电机设计方法 | 第151-156页 |
| §5.4.1. 线负荷定义 | 第151-152页 |
| §5.4.2. 磁负荷定义 | 第152-155页 |
| §5.4.3. 效率定义 | 第155页 |
| §5.4.4. 功率因数定义 | 第155-156页 |
| §5.4.5. 双电气端口电机通用功率方程 | 第156页 |
| §5.5. 有刷双馈感应电机转矩密度方程 | 第156-158页 |
| §5.6. 级联双馈感应电机转矩密度方程 | 第158-161页 |
| §5.7. 无刷双馈感应电机转矩密度方程 | 第161-163页 |
| §5.8. 无刷双馈磁阻电机转矩密度方程 | 第163-165页 |
| §5.9. 三种无刷双馈电机比较 | 第165-166页 |
| §5.9.1. 功率调节原理 | 第165-166页 |
| §5.9.2. 饱和机理 | 第166页 |
| §5.9.3. 转矩密度 | 第166页 |
| §5.10. 本章小结 | 第166-167页 |
| 参考文献 | 第167-168页 |
| 第6章 双定子无刷双馈电机的设计与分析 | 第168-184页 |
| §6.1. 引言 | 第168页 |
| §6.2. 双定子无刷双馈电机及可能的转子结构 | 第168-170页 |
| §6.3. 双定子无刷双馈电机设计流程 | 第170页 |
| §6.4. 无刷双馈电机转矩密度方程 | 第170-171页 |
| §6.5. 双定子无刷双馈电机设计案例 | 第171-178页 |
| §6.5.1. 设计指标 | 第171-172页 |
| §6.5.2. 确定初始尺寸 | 第172页 |
| §6.5.3. 槽配合 | 第172-174页 |
| §6.5.4. 转子绕组匝数 | 第174页 |
| §6.5.5. 不导磁支撑的位置 | 第174页 |
| §6.5.6. 有限元性能计算 | 第174-178页 |
| §6.6. 参数计算 | 第178-179页 |
| §6.7. 样机加工 | 第179页 |
| §6.8. 样机测试 | 第179-183页 |
| §6.8.1. 参数提取 | 第180页 |
| §6.8.2. 异步运行性能 | 第180-181页 |
| §6.8.3. 交叉耦合特性 | 第181-182页 |
| §6.8.4. 效率测试 | 第182-183页 |
| §6.9. 本章小结 | 第183页 |
| 参考文献 | 第183-184页 |
| 第7章 无刷双馈电机双逆变器运行控制 | 第184-204页 |
| §7.1. 引言 | 第184页 |
| §7.2. 无刷双馈电机双馈同步运行 | 第184-185页 |
| §7.3. 无刷双馈电机双逆变器运行驱动系统 | 第185页 |
| §7.4. 无刷双馈电机单电气端口控制 | 第185-194页 |
| §7.4.1. 无刷双馈电机单电气端口控制原理 | 第185页 |
| §7.4.2. 单电气端口控制转矩-转速范围 | 第185-187页 |
| §7.4.3. 转子磁链定向控制 | 第187-189页 |
| §7.4.4. 定子磁链定向控制 | 第189-190页 |
| §7.4.5. 转子磁链定向控制与定子磁链定向控制的关系 | 第190页 |
| §7.4.6. 控制器设计 | 第190-191页 |
| §7.4.7. 单电气端口控制仿真和实验结果 | 第191-194页 |
| §7.5. 无刷双馈电机双电气端口控制 | 第194-201页 |
| §7.5.1. 无刷双馈电机双电气端口控制原理 | 第194页 |
| §7.5.2. 双电气端口控制转矩-转速范围 | 第194-195页 |
| §7.5.3. 双电气端口控制 | 第195-197页 |
| §7.5.4. 双电气端口控制下级联双馈感应电机与绕线转子感应电机单馈运行和双馈运行的比较 | 第197-199页 |
| §7.5.5. 控制器设计 | 第199-200页 |
| §7.5.6. 双电气端口控制仿真和实验结果 | 第200-201页 |
| §7.6. 本章小结 | 第201-202页 |
| 参考文献 | 第202-204页 |
| 第8章 双定子无刷双馈感应发电机稳态分析 | 第204-222页 |
| §8.1. 引言 | 第204页 |
| §8.2. 稳态等效电路 | 第204-209页 |
| §8.2.1. 归算前单相等效电路 | 第204-205页 |
| §8.2.2. 归算到功率侧单相等效电路 | 第205-206页 |
| §8.2.3. 考虑铁耗后单相等效电路 | 第206-208页 |
| §8.2.4. 考虑铁耗和铁心饱和后的单相等效电路 | 第208-209页 |
| §8.3. 功率流 | 第209-211页 |
| §8.3.1. 有功功率流 | 第209-210页 |
| §8.3.2. 无功功率流 | 第210-211页 |
| §8.4. 交叉耦合特性 | 第211-212页 |
| §8.4.1. 电压控制模式 | 第211页 |
| §8.4.2. 电流控制模式 | 第211-212页 |
| §8.4.3. 电压调整率 | 第212页 |
| §8.5. 控制绕组功率因数 | 第212-213页 |
| §8.6. 转矩构成 | 第213-214页 |
| §8.7. 运行范围 | 第214-218页 |
| §8.7.1. 亚功率绕组同步转速范围 | 第215-217页 |
| §8.7.2. 超功率绕组同步转速范围 | 第217-218页 |
| §8.7.3. 实验验证 | 第218页 |
| §8.8. 标么值系统 | 第218-220页 |
| §8.9. 本章小结 | 第220-221页 |
| 参考文献 | 第221-222页 |
| 第9章 双定子无刷双馈发电机优化 | 第222-246页 |
| §9.1. 引言 | 第222页 |
| §9.2. 电机优化 | 第222页 |
| §9.3. 双定子无刷双馈发电机优化模型 | 第222-226页 |
| §9.3.1. 转矩方程 | 第222-224页 |
| §9.3.2. 约束条件 | 第224-226页 |
| §9.4. 双定子无刷双馈发电机优化流程 | 第226-234页 |
| §9.4.1. 极对数的确定 | 第226-227页 |
| §9.4.2. 最大转矩体积比 | 第227页 |
| §9.4.3. 最大转矩质量比 | 第227-228页 |
| §9.4.4. 全局优化算法 | 第228页 |
| §9.4.5. 优化结果比较 | 第228-232页 |
| §9.4.6. 确定槽配合 | 第232-234页 |
| §9.5. 机械结构考虑 | 第234-235页 |
| §9.5.1. 轴故障 | 第234页 |
| §9.5.2. 绕组故障 | 第234-235页 |
| §9.5.3. 电刷装置故障 | 第235页 |
| §9.6. 温升考虑 | 第235-238页 |
| §9.7. 性能验证 | 第238-242页 |
| §9.7.1. 空载励磁特性 | 第238页 |
| §9.7.2. 交叉耦合特性 | 第238页 |
| §9.7.3. 额定负载 | 第238-239页 |
| §9.7.4. 电压调整率 | 第239-241页 |
| §9.7.5. 过载能力 | 第241-242页 |
| §9.8. 本章小结 | 第242-243页 |
| 参考文献 | 第243-246页 |
| 第10章 总结与展望 | 第246-250页 |
| §10.1. 全文总结 | 第246-247页 |
| §10.2. 课题展望 | 第247-250页 |
| 附录A 通用电机耦合电路模型 | 第250-252页 |
| 附录B 绕线转子感应电机建模(全耦合电路+坐标变换) | 第252-256页 |
| B.1 三相绕线转子感应电机全耦合电路模型 | 第252-253页 |
| B.2 坐标变换 | 第253-256页 |
| 附录C 耦合电路模型+坐标变换推导级联双馈感应电机模型 | 第256-260页 |
| C.1 功率侧绕线转子感应电机模型 | 第256页 |
| C.2 控制侧绕线转子感应电机模型 | 第256-260页 |
| 附录D 耦合电路模型+空间矢量推导级联双馈感应电机模型 | 第260-264页 |
| D.1 绕线转子感应电机空间矢量模型 | 第260-261页 |
| D.2 级联双馈感应电机空间矢量模型 | 第261-264页 |
| 附录 E实验中涉及到的相关样机参数及其测量 | 第264-268页 |
| E.1 2.8 kW 2对极绕线转子感应电机 | 第264-265页 |
| E.2 7.5 kW 4(8)/2对极双层绕线转子式双定子无刷双馈感应电机 | 第265-268页 |
| 附录F 双定子无刷双馈发电机优化模型推导 | 第268-276页 |
| F.1 齿宽与轭高推导 | 第268-269页 |
| F.2 槽面积推导 | 第269-270页 |
| F.3 电阻推导 | 第270页 |
| F.4 铜耗推导 | 第270页 |
| F.5 单位表面铜耗推导 | 第270-271页 |
| F.6 绕组质量推导 | 第271-272页 |
| F.7 铁心质量推导 | 第272页 |
| F.8 磁路计算推导 | 第272-276页 |
| 附录G 双定子无刷双馈电机设计参数 | 第276-280页 |
| G.1 样机参数 | 第276-277页 |
| G.2 槽形参数 | 第277-280页 |
| 附录H 无刷双馈电机测试平台 | 第280-284页 |
| H.1 平台构成 | 第280页 |
| H.2 永磁同步原动机/负载电机 | 第280页 |
| H.3 逆变器 | 第280-281页 |
| H.4 逆变器输出滤波器 | 第281页 |
| H.5 位置与转速测量 | 第281页 |
| H.6 电压与电流测量 | 第281页 |
| H.7 信号调理电路 | 第281-284页 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 | 第284-286页 |
| 致谢 | 第286-287页 |
