外接单相桥的电励磁五相双凸极容错发电机

王娇艳 陈志辉 严仰光

（南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室 南京 210016）

1 引言

双凸极电机类似于开关磁阻电机，它具有结构简单、易于控制、可高速运行等诸多优点。由于它本身结构的特点，使得这类型电机同开关磁阻电机一样具有一定的潜在的容错性能。目前国外学者主要集中在对开关磁阻电动机的容错性能的分析和研究上[1,2]。国内学者则主要分析永磁双凸极电动机的基本性能和容错性能[3-7]。

由于永磁电动机的永磁磁场不易调节，必须外加变换器引入直轴电流才能使发电机的输出电压维持不变[8]，而该变换器的容量接近电机的容量，故永磁双凸极电机很少用在发电机场合。另外，永磁双凸极电机的内阻抗较小，短路电流很大。而电励磁双凸极电机可通过调节励磁电流调节输出电压，只需要外接不可控整流桥即可实现发电，不需要复杂的变换器，因此可作发电机使用[9]。

由于电励磁五相双凸极电机的相电动势波形可达到 144°电角度，其相邻两相电动势有一半是重叠的，因此可作为容错发电机使用[10]。为了使径向相对的两相串联构成一相，五相双凸极发电机的基本单元为10/8、10/4等结构。本文对其多单元电机且仅有一套励磁绕组的电励磁五相双凸极电机20/16结构进行讨论（简称20/16-ft），截面图如图1所示。励磁绕组跨过10个定子极，分布在相对的两个槽内。相绕组仅置于定子的偶数极，奇数极上无绕组，称为模块式绕组。这样就使得相绕组之间实现了机械上的绝缘，一个槽内仅有一相绕组，避免发生相与相之间的匝间短路故障，减小了发生故障的概率。……