极数多的绕组作为功率绕组 (直接与工频电网相
连) ,以承担电机的大部分功率 ;极数少的绕组用
于承担励磁功率。因此 ,一般取 2

> 2

。

2) 为了避免共存于同一电机中的两个不同极

数的磁场产生不对称磁拉力和电磁噪声 ,还要求 :

≥2 。

的最简分式中分子、

分母最好是一

奇一偶 ,否则 ,它们包含的各次谐波相互交链 ,而
且定、

转子都要采用整数槽以避免分数次谐波的

出现。如果分子分母都是奇数 ,就要通过绕组的
适当排列来消除有可能相互耦合的谐波。

3. 1. 2 　定子绕组设计

为了减小高次谐波和互感电势 ,定子绕组采

用两套绕组方案。在定子上装有两套彼此独立、
极数不同的绕组 ,即极数为 2

的功率绕组和极

数为 2

的控制绕组 ,此时 ,在功率绕组和控制绕

组中流过的电流会产生极数不同旋转磁场 ,为避
免 3 次谐波磁场在定子绕组中产生环流 ,功率绕
组和控制绕组一般采用

∨

接法。这时可按 2

极和 2

极选取绕组节距和确定绕组排列 ,它们

分别采用独立的双层短距分布绕组 ,以使各自的
基波绕组系数尽可能大 ,其它高次谐波的绕组系
数尽可能小。

定子绕组也可以由一套绕组构成。由于一套

绕组可以提高槽空间的利用率 ,但绕组设计困难 ,
功率绕组和控制绕组之间相互干扰较大 ,绕组间
有环流 ,电机的谐波畸变功率大 ,谐波干扰大 ,因
此 ,电机的振动和噪声较大。

3. 2 　转子部分

3. 2. 1 　转子极数设计

无刷双馈电机的转子同时耦合着极数不同的

功率绕组和控制绕组 ,常称为“极数转换器”,其作
用的强弱直接影响电机的性能。当无刷双馈电机
功率绕组和控制绕组的极对数分别为

和

时 ,为了实现电机转子的极数转换作用 ,转子的极
对数通常设计

,此时电机的输出功率

为定子两极绕组输入功率之和。

3. 2. 2 　转子绕组设计

普通笼型转子的转换作用很差 ,不利于电机

运行 ,一般为闭环结构的笼型转子 ,如图 2 和图 3
所示。转子绕组常采用

组同心式短路线圈的

结构型式 ,其制造工艺简单 ,成本低 ,磁场耦合作
用也比较理想 ,具有更好的异步运行性能 ,效率较
高。短路绕组主要用于减小转子的槽漏抗。

图

　笼型分布短路绕组转子　图

　笼型多闭合回路转子绕组

3. 2. 3 　转子槽数的选择

转子短路绕组槽数的选取至关重要 , 因为它

既要考虑到电机的槽配合问题 , 又要使用

组

同心式短路绕组满足对称关系。就是说转子槽数

的选择必须符合两个条件 : 1)

组同心式短路

绕组满足对称关系 , 即转子槽数必须是

的整

数倍 ; 2) 满足异步电机中定、转子的槽配合 , 以
避免由于齿槽效应产生的低速转矩脉动 , 起动时
的同步附加转矩和电机运行过程中过大的振动和

噪声。

为了符合条件 , 定子转子槽数应避免选用

±2

(

= 1 ,2 , …) 。

从满足无刷双馈电机运行时转子电流磁势对

定子磁场进行极调制的要求出发 ,在采用具有公
共导条的类鼠笼式转子时 ,转子槽数还应该满足 :

= (2

+ 1) (

)

　　例如对于定子槽数为

= 36 的 (6 + 2) 无刷

双馈电机 ,根据上述原则 ,转子槽数

的可选值

为 :4 ,12 ,20 ,28 ,36 ,44 ,52 等。考虑到上述的配
合和要求 ,显然 ,该电机转子槽数的合理取值为

= 44 个槽。

　结论

本文从无刷双馈电机的原理出发 ,分析了定

子和转子的损耗 ,并且从定子和转子的设计方面 ,
总结出提高该类电机效率的方法和途径。

参考文献

　邓先明

姜建国

无刷双馈电机的工作原理及电磁设

计

中国电机工程学报

, 2003 , 23 (11) : 126 - 132

　彭晓

杨向宇

石安乐等

无刷双馈电机的原理与结

构特征

湖南工程学院学报

, 2002 , 12 (3) : 1 - 4

　杨顺昌

无刷双馈电机的电磁设计特点

中国电机工

程学报

, 2003 , 21 (7) : 107 - 110

　张凤阁

王凤翔

林成武

无刷双馈电机的结构特点

与设计原则

微特电机

, 1999 , (3) : 21 - 24

收稿日期

:2006

修改稿日期

:2007

　无刷双馈电机的效率分析

　电气传动　

2007

年　第

卷　第

期