The existing brushless doubly-fed generator(BDFG) has the shortcomings: low system efficiency , and low power density, the project put forward a variety of pitch, multiple turns coexist bow symmetrical distribution concentric rotor winding design concept, which can effectively reduce the harmonic content and improve the motor power density and efficiency. This project study the Marine shaft structure BDFG with two windings, the research topics are: (1) research the electromagnetic characteristics of electromagnetic materials in different frequency, magnetic field strength, temperature, and the two stator voltage source situation, the establishment of the silicon steel sheet electromagnetic characteristics model; (2) research the winding design method, create a variety of pitch, the coexistence of multiple turns in the concentric winding rotor winding design theory; (3) combined with silicon steel sheet electromagnetic materials characteristics and rotor winding design methods to achieve the optimal design of the high power density brushless doubly-fed generator; (4) research the independent power control method of the marine shaft with brushless doubly-fed generator; (5) to form a bow concentric symmetrical distribution wound rotor brushless doubly-fed generator system design and optimization theory. The project has important theoretical significance in the promotion of the BDFG appliance areas such as in the ship axis power generation, ship electric propulsion. hydropower and wind power applications.
针对目前无刷双馈发电机功率密度低、系统效率不高的缺点,本项目突破现有的无刷双馈电机转子绕组设计方法,提出多种节距、多种匝数并存的弓形对称分布同心式转子绕组设计理念,能够有效减少谐波含量、提高电机功率密度和效率。本项目以定子采用两套绕组结构的船用轴带无刷双馈发电机为研究对象,展开深入研究:(1)通过研究电磁材料在不同频率、磁场强度、温度以及多励磁源情况下的电磁特性,建立硅钢片电磁特性模型;(2)研究绕组设计方法,建立多种节距、多种匝数并存于同心式绕线转子绕组设计理论;(3)结合硅钢片电磁材料特性和转子绕组设计方法,实现高功率密度无刷双馈发电机的优化设计;(4)研究并提出船用轴带无刷双馈发电机发电系统的控制方法;(5)形成一套弓形对称分布的同心式绕线转子无刷双馈发电机系统设计优化理论。本项目对于促进无刷双馈发电机在船舶轴带发电、舰船电力推进、水力发电和风力发电等领域应用具有重要科学意义。
本项目为克服无刷双馈发电机功率密度低、系统效率不高的缺点,提出多种节距、多种匝数并存的弓形对称分布同心式转子绕组设计理念,能够有效减少谐波含量、提高电机功率密度和效率。本项目以定子采用两套绕组结构的船用轴带无刷双馈发电机为研究对象,展开深入研究:(1)采用有限元方法,分析了绕线式无刷双馈电机气隙磁场,分别求出径向磁密和切向磁密,再运用解析法求出电磁力,进而分析了电机电磁力随着转差率的变化,以及电磁力不同阶数不同频率的成分。(2)研究绕组设计方法,建立多种节距、多种匝数并存于同心式绕线转子绕组设计理论;(3)结合硅钢片电磁材料特性和转子绕组设计方法,提出一种磁阻辅助的新型混合式转子无刷双馈电机,实现高功率密度无刷双馈发电机的优化设计;(4)研究并提出基于模糊PI无速度传感器控制的船用轴带无刷双馈发电机发电系统的控制方法;(5)形成一套弓形对称分布的同心式绕线转子无刷双馈发电机系统设计优化理论。为无刷双馈发电机在船舶轴带发电、舰船电力推进、水力发电和风力发电等领域应用提供理论依据。
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数据更新时间:2023-05-31
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