第一章 无刷双馈电机的结构特点与运行方式 1
1．1 无刷双馈电机的结构型式 1
1．1．1 双电机串级联接结构 1
1．1．2 双定子结构 2
1．1．3 单电机结构 3
1．2 无刷双馈电机的定子绕组 5
1．2．1 双绕组结构 5
1．2．2 单绕组结构 7
1．3 无刷双馈电机的转子结构 10
1．3．1 笼型转子 10
1．3．2 磁阻式转子 12
1．3．3 混合式转子 13
1．4 无刷双馈电机的运行方式 13
1．4．1 自启动与异步运行方式 14
1．4．2 同步运行方式 14
1．4．3 双馈调速运行方式 15
1．4．4 发电机运行方式 16
第二章 无刷双馈电机的运行原理与磁场调制机理 18
2．1 电机转子的磁耦合作用 18
2．1．1 不同转子结构无刷双馈电机的磁场分析 18
2．1．2 不同转子结构对电机磁场的影响 20
2．1．3 磁阻与笼型转子的等效关系 23
2．2 无刷双馈电机的磁场调制机理 24
2．2．1 定子主副绕组电流产生的磁动势 24
2．2．2 磁阻转子的磁场调制作用 25
2．2．3 笼型转子的磁场调制作用 28
2．2．4 机电能量转换的实现 29
2．3 无刷双馈电机等效电路与电磁转矩 30
2．3．1 磁阻转子无刷双馈电机的等效电路与电磁转矩 31
2．3．2 笼型转子无刷双馈电机的等效电路与电磁转矩 33
2．4 无刷双馈电机中的能量流通关系 41
2．4．1 转子电流频率与转差率 41
2．4．2 功率、损耗与能量流通关系 43
第三章 无刷双馈电机的数学模型与特性仿真 46
3．1 磁阻转子无刷双馈电机的数学模型 46
3．2 笼型转子无刷双馈电机的数学模型 48
3．3 电动运行方式下绕组电压和电流约束 51
3．3．1 自启动与异步运行方式 51
3．3．2 同步运行方式 51
3．3．3 副绕组由正弦波电源供电的双馈运行方式 52
3．3．4 副绕组由SPWM变频器馈电的双馈运行方式 52
3．4 以MATLAB为平台的数字仿真软件 55
3．4．1 MATLAB仿真语言和软件的特点 55
3．4．2 基于系统状态变量模型的仿真 57
3．5 异步运行的特性仿真 61
3．5．1 无刷双馈电机的启动特性 62
3．5．2 无刷双馈电机的异步运行特性 62
3．5．3 异步运行方式的动态特性 68
3．6 同步运行的特性仿真 68
3．6．1 同步运行特性 68
3．6．2 同步运行方式的动态特性 70
3．7 双馈调速运行的特性仿真与运行性能 71
3．7．1 恒转矩负载调速特性 72
3．7．2 带风机、泵类负载时的调速特性 77
3．7．3 双馈运行方式的动态特性 79
3．8 无刷双馈电动机的牵入特性 81
3．9 无刷双馈电机的发电运行特性仿真 83
3．9．1 发电机数学模型 83
3．9．2 单机运行的特性仿真 84
3．9．3 并网运行的特性仿真 85
第四章 无刷双馈电机的参数计算 87
4．1 绕组电感计算的磁场分析法 88
4．1．1 绕组磁链与电感的计算方法 88
4．1．2 磁路饱和对绕组电感的影响 90
4．1．3 磁场能量摄动有限元法 92
4．1．4 基于ANSYS软件的场路耦合法 99
4．2 绕组电感计算的绕组函数法 110
4．2．1 绕组函数 110
4．2．2 绕组函数法的基本原理 111
4．3 凸极磁阻转子无刷双馈电机的参数计算 112
4．3．1 主副绕组的电感参数 112
4．3．2 电感参数的分析 113
4．4 磁障与轴向叠片转子无刷双馈电机的参数计算 116
4．4．1 电感参数计算模型 116
4．4．2 电感参数的计算与分析 118
4．4．3 主要设计变量对电感参数的影响 121
4．5 笼型转子无刷双馈电机的参数计算 124
4．5．1 电感参数及其谐波分析 124
4．5．2 电感参数的转化 127
4．5．3 某些设计变量对电感参数的影响 130
4．6 电机绕组电感参数的实验测定方法 131
4．6．1 静测法 132
4．6．2 动测法 134
第五章 无刷双馈电机的设计、制造与测试 136
5．1 总体设计方案的选取 136
5．1．1 电机定转子极数配合 136
5．1．2 定子主副绕组结构型式的选取 137
5．1．3 转子结构型式的选取 138
5．2 定子绕组设计 138
5．2．1 主副绕组共用一套绕组 138
5．2．2 主副绕组采用双绕组结构 139
5．3 磁阻式转子的设计 140
5．3．1 凸极式和磁障式磁阻转子 140
5．3．2 各向异性轴向叠片式（ALA）磁阻转子 141
5．4 笼型转子绕组设计 143
5．4．1 笼型转子槽数的确定 143
5．4．2 笼条联结方式与制造工艺的选取 143
5．5 混合式转子设计 145
5．6 无刷双馈电机的测试 146
第六章 无刷双馈电机的控制与应用 150
6．1 软启动与异步运行的斩波调速控制 150
6．1．1 斩波调阻控制原理 151
6．1．2 软启动与斩波调速控制的仿真 152
6．2 无刷双馈异同步交流电机 154
6．2．1 运行方式的转化与副绕组的接线方式 154
6．2．2 异步向同步运行的转换与功率因数调节 156
6．2．3 异同步交流电机的应用举例 157
6．3 无刷双馈电机调速运行的控制策略 162
6．3．1 副绕组的功率流向与控制方式的选取 162
6．3．2 无刷双馈电机的控制策略 163
6．4 无刷双馈电机的串级调速 165
6．4．1 亚同步运行时的串级调速方式 165
6．4．2 串级调速系统性能的改善 167
6．5 无刷双馈电机的矢量控制 175
6．5．1 有位置传感器的主绕组磁场定向控制 175
6．5．2 无位置传感器的恒功率角控制 179
6．6 无刷双馈电机的直接转矩控制 186
6．6．1 无刷双馈电机直接转矩控制的基本原理 186
6．6．2 副绕组电压空间矢量与磁链的关系 187
6．6．3 无刷双馈电机直接转矩控制的实现方法 189
6．6．4 直接转矩控制的PWM波形优化 192
6．7 采用单向变流器的无刷双馈电机调速系统 194
6．7．1 多功能变流器的电路拓扑 195
6．7．2 PWM的控制算法 197
6．7．3 单向变流器无刷双馈调速系统 199
6．8 无刷双馈电机在变速恒频发电系统中的应用及其控制 201
6．8．1 无刷双馈变速恒频风力发电机的优势 202
6．8．2 无刷双馈变速恒频风力发电系统的控制 206
6．8．3 变速恒频风力发电系统的模拟试验研究 208
6．8．4 多极超低速无刷双馈变速恒频风力发电机 212
附录1 基于MATLAB语言的（6＋2）极笼型转子无刷双馈电机参数计算程序 215
附录2 基于MATLAB语言的（6＋2）极ALA转子无刷双馈电机参数计算程序 232
参考文献 253