无刷双馈电机谐波铜耗与铁耗的分析与计算

韩力， 王华， 马南平， 刘航航

(1.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044;2.中国煤炭科工集团重庆研究院，重庆400039)

0 引言

无刷双馈电机(brushless doubly－fed machine，BDFM)变频器容量小、转速和功率因数可调，取消了电刷和滑环，提高了系统的可靠性，并可在单馈异步和双馈同步、超同步和亚同步等多种不同方式下稳定运行，在电动机变频调速运行以及发电机变速恒频运行方面具有良好的应用前景［1－3］。但BDFM定子功率绕组、定子控制绕组与转子绕组的极数不等，通过转子的磁场调制作用实现机电能量转换。BDFM转子磁场转换效率不高，气隙中存在很多有害的谐波磁场，从而产生大量的谐波铜耗和铁耗，降低了电机的效率，影响了电机的性能。准确分析和计算BDFM的谐波损耗具有重要意义。

BDFM的结构比常规的异步电机和同步电机复杂，笼型转子采用多回路结构，其端部连接不规则，导致转子回路的电阻、电流计算难度增大;BDFM的转子频率变化范围大，转子的集肤效应和铁耗不能忽略。因此，BDFM损耗的计算方法不同于常规的交流电机，其计算难度要大得多。然而，目前尚未见到对BDFM谐波铜耗和铁耗进行全面分析的报道。文献［2］通过多回路模型计算发现，在亚同步运行状态下，当控制绕组电压增加时，转子电流增加很快，转子铜耗大幅增加，但没有给出转子铜耗的具体计算方法。文献［3］通过时步有限元分析，发现BDFM的磁场分布不规则，认为把传统异步电机中的铁耗计算方法移植BDFM上使用是牵强的。……