[发明专利]一种复合转子调制式双定子无刷双馈电机

说明书

本发明公开一种复合转子调制式双定子无刷双馈电机，包括外定子，内定子和置于内外定子之间的杯型转子，外定子和转子之间有外气隙，转子与内定子之间有内气隙，所述外定子由外定子铁心和嵌放在外定子槽中的p_p对极功率绕组组成；所述内定子由内定子铁心和嵌放在内定子槽中的p_c对极控制绕组组成，且p_c与p_p不相等。本发明和传统的单定子无刷双馈电机相比，去刷化实现变速恒频发电的同时利用单定子结构中的空腔，两套绕组空间隔离，绝缘要求降低，饱和程度下降，且双气隙结构使得单个极对数绕组的电磁负荷限制降低，谐波含量减少，功率密度提升；和双定子绕线式转子无刷双馈电机相比，转子结构更加简单可靠，加工容易，同时转子电阻大大减小，效率提高。

技术领域

本发明涉及一种无刷双馈电机，具体是一种复合转子调制式双定子无刷双馈电机。

背景技术

随着中国经济持续快速增长，稳定的能源供应成为经济社会发展的重要支撑。近年来，不可再生能源日益枯竭，资源与环境约束加剧，寻求清洁的能源供应成为解决资源与环境问题的关键。纵观我国的地理位置与环境条件，十分有利于风资源的开发，且由于国家的重视和众多科研工作者的沉淀和积累，我国的风电事业也逐步从低端落后向高科技、高水平、高品质发展。

无刷双馈电机是近些年发展起来的新型电机，由于其兼备异步电机和同步电机优点，具有转子结构简单可靠、变频器容量低、变速恒频恒压发电等突出优势，十分适合风力发电，尤其适用于海上风电。无刷双馈电机按不同原理可分为级联式与调制式。磁场调制式无刷双馈电机是利用特殊的转子结构实现磁场调制，起到“极数转换器”的作用，从而耦合两套绕组，实现同步双馈发电运行。为了提高该类电机性能，专家学者们对改进转子结构做了大量研究，有一定的成果，但这些电机都聚焦于单定子的结构，虽然可以通过改善转子结构来减小气隙谐波提高调制能力，但是发展到兆瓦级由于大径长比导致转子内腔空间浪费，且极对数不同的两套定子绕组共用一个定子铁心，单个极对数绕组电磁负荷受限，因此整机功率密度偏低，同时两绕绕组均置于一个定子槽中，加大了制造难度和绝缘要求。而传统的级联式无刷双馈发电机一般都是由两台电机同轴级联，导致轴向长度过长，在对体积有要求的应用场合发展受限。

为充分利用电机内部空间，后提出了一种双定子绕线式无刷双馈电机，该电机本质上为级联式，转子结构复杂，分为外转子、内转子以及两者之间的隔磁环，内外转子中均嵌有绕组，一端短接，另一端反相序连接，加工制造难度大，且绕线式转子电阻大，铜耗高，导致效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合转子调制式双定子无刷双馈电机，具有内外定子的同时拥有更简单可靠的杯型转子结构；本发明和传统的单定子无刷双馈电机相比，去刷化实现变速恒频发电的同时利用单定子结构中的空腔，两套绕组空间隔离，绝缘要求降低，饱和程度下降，且双气隙结构使得单个极对数绕组的电磁负荷限制降低，谐波含量减少，功率密度提升；和双定子绕线式转子无刷双馈电机相比，转子结构更加简单可靠，加工容易，同时转子电阻大大减小，效率提高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种复合转子调制式双定子无刷双馈电机，包括外定子，内定子和置于内外定子之间的杯型转子，外定子和转子之间有外气隙，转子与内定子之间有内气隙，所述外定子由外定子铁心和嵌放在外定子槽中的p_p对极功率绕组组成；所述内定子由内定子铁心和嵌放在内定子槽中的p_c对极控制绕组组成，且p_c与p_p不相等；