基于最优点参数解耦法的磁阻式无刷双馈电机转子优化设计*

吕雨农，刘万太，周 展，杜协和，邓 鹏

(湖南电气职业技术学院，湖南 湘潭411101)

无刷双馈电机(Brushless Doubly Fed Machine，BDFM)没有集电环、电刷等高故障率器件，相比于有刷电机，结构简单，坚固耐用，安全可靠，具有优越的起动性能[1]。BDFM广泛应用于新型发电领域和交流调速传统领域，因此BDFM的设计理论研究具有强烈的市场需求和应用价值。

转子绕组结构的选择会严重影响BDFM性能，主要有特殊笼型、磁阻式和绕线式三种型式[2]。磁阻式结构耦合度高，效率高，调速性能优越，但磁动势谐波分量较高，影响电网电能质量。绕线式结构工艺简单灵活，谐波分量较低，但耗能较高，效率较低。

本文提出一种绕线式和磁阻式相结合的新型转子绕组结构，并基于最优点参数解耦法进行仿真分析，得到BDFM转子最优结合点参数，既保留了绕线式的灵活性，大幅降低了谐波分量，同时充分发挥了磁阻式的磁通导向特性和高效率特性，改善了电机的磁场调制性能[3]。

1 最优点参数解耦法

目前，电机转子优化设计方法大多是先确定各项转子参数，再分别分析各项参数，得到各项参数最优值，然后进行组合和调整，最后得到优化后的转子参数[4]。此方法是关于转子整体性能的选择，由于电机某些参数互相耦合，从而无法得到参数最优解。最优点参数解耦法可完美解决参数耦合影响，通过在选定参数和待定参数之间不断解耦，从而得到转子参数最优组合，解耦优化流程如图1。

图1 解耦优化流程图

首先，针对BDFM选定的转子结构确定待优化参数，选择这些参数的基本原则是：(1)所选参数尽可能少;(2)所选参数在物理层面尽量做到不互相干预;(3)所选参数属于关键结构参数。……