一种新型结构的内外双转子感应电机
定子永磁式双转子电机设计与实验研究
定子永磁式双转子电机设计与实验研究摘要：传统的驱动汽车的内燃机优化效率较低，只有30%~40%左右，可以在非常窄的速度-扭矩范围内获得，因此汽车在不同工况下的平均效率较低。
为了实现内燃机在不同工况下都能运行于最优效率，提高燃油经济性，专家提出了不同结构的双转子电机，以应用于混合动力汽车驱动系统。
其原理是通过两个可变速和变转矩的转子，将内燃机和电动机两种功率流实现合理的耦合及分配，满足不同工况负载要求的同时使内燃机始终工作在最优效率点。
双转子电机可代替传统汽车中的离合器、变速箱、差速器、起动电机和发电机，不仅节约了空间，而且功率密度和能量传输效率也得到很大提升。
关键词：永磁磁通切换电机；双转子电机设计；混合动力汽车；电磁性能；提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机，即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合，以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度，满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。
一、概述双转子电机最早由1935年提出采用同心布置的两台直流电机及串级调速方法以提高效率。
荷兰代尔芙特理工大学的教授提出了基于改进的感应电机串级调速的电气变速器（EVT）的概念，瑞典皇家理工学院的Chandur Sadarangani教授提出了中间转子为双面永磁结构的四象限机电能量转换器（Four Quadrant Transducer，4QT）。
其中四端口能量变换装置（4QT）由于采用永磁材料而拥有较高功率密度和高效率，然而其中间转子结构复杂，内外侧永磁体的安装和固定存在难度，且内外电机磁场耦合程度较高。
另一种开关磁阻双转子电机结构是基于最小磁阻原理的四端口机电能量变换器，结构简单，且中间转子无永磁体无绕组，允许有较高温升，起动转矩大，低速性能较好，调速范围宽，然而其转矩脉动较大，其转矩密度及功率密度相对采用永磁体材料的4QT较低。
二、电机拓扑结构及系统工作原理1.FSPM-DR电机拓扑结构。
双馈式感应发电机(DFIG)说明
双馈式感应发电机（DFIG）简介大明双馈电机（或称为交流励磁电机），它早在四十年代就已经出现。
随着电力电子技术和数字控制技术的发展，双馈电机在电气性能方面所具有的一系列优点和巨大的潜力，已经引起国外的高度重视。
双馈式感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG) 使用绕线式转子，由于电力可经由转子侧之电力转换器双向流动，因此发电机馈入电力系统的界面同时包括定子侧（Line side）及转子侧（Rotor side），其电力转换器功率仅为发电机额定功率之20~30%，故成本较低，而且发电机可变速围可达同步转速之±30%，因此性能/价格比值最高，为目前大型风力发电机中最普遍采用之组态。
全球前10大风力发电机制造商的产品中有六成以上的变速风力发电机采用双馈式感应发电机，本文将介绍双馈式感应发电机的基本原理与特性。
一、双馈式感应发电机（DFIG）基本原理双馈式感应发电机（DFIG）是在同步发电机和异步发电机的基础上发展起来的一种新型发电机，其转子具有三相励磁绕组结构。
当通以某一频率（转差频率）的交流电时，就会产生一个相对转子旋转的磁场，转子的实际转速加上交流励磁产生的旋转磁场所对应的转速等于同步转速，则在电机气隙中形成一个同步旋转磁场，在定子侧感应出同步频率的感应电势。
从定子侧看，这与同步发电机直流励磁的转子以同步转速旋转时，在电机气隙中形成一个同步旋转的磁场是等效的。
双馈式感应发电机与一般感应发电机不同之处在于联接其转子侧之PWM脉宽调变电力转换器具有四象限之运转能力，电力转换器提供低频（转差频率）的交流电流(或电压)进行励磁，调节励磁电流(或电压)的幅值、频率、相位，来实现定子恒频恒压输出，其定子输出特性与同步发电机十分类似，所以有一些文献指出，双馈式感应发电机可以视为同步发电机与感应发电机之综合体。
从能量流动的特性来看，与采用直流励磁的同步发电机相比，同步发电机励磁的可调量只有直流励磁电流的幅值一个，所以同步发电机励磁一般只能对无效功率进行调节，而双馈式感应发电机，其励磁的可调量除了励磁电流的幅值外，还有励磁电流的频率和相位。
永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机研究
永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机研究上官璇峰;蒋思远【摘要】Aiming at the low power factor of asynchronous motor, a novel type of motor—the dual-rotor permanent magnet induction motor ( PMIM) with double squirrel cage was studied. The basic structure and working principle of the motor was introduced, the structure of the double squirrel cage was innovatively designed and the influence of the yoke thickness on the performance of the motor was analyzed. Then the finite element method was used to simulate the motor, the PMIM with single squirrel cage and the common induction motor respectively. The starting ability, efficiency and power factor were studied by comparing the running stateof the three kinds of motor under different load. The simulation results indicate that compares with the common induction motor and the PMIM with single squirrel cage, the PMIM with doub-le squirrel cage has higher power factor and efficiency. And it also has better starting performance than that with single squirrel cage.%针对异步电机功率因数低的问题,对一种新型电机—永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机进行了研究.介绍了该电机的基本结构和工作原理,创新性地采用了双鼠笼的结构,并对笼间磁轭厚度对电机性能的影响进行了分析.利用有限元分析方法对该电机和双转子单鼠笼异步电机及普通异步电机分别进行了仿真分析,通过比较3种电机在不同负载下的运行状况来研究电机的起动能力和稳态运行性能.仿真研究结果表明,永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机较双转子单鼠笼异步电机和普通异步电机具有更高的功率因数和效率,较双转子单鼠笼异步电机具有更好的起动性能.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2017(034)007【总页数】6页(P757-762)【关键词】永磁感应电机;双鼠笼;双转子;起动能力;稳态性能【作者】上官璇峰;蒋思远【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM359.9异步电机优点突出、应用广泛，但其功率因数和效率低成了制约其发展的主要因素[1]。
双转子永磁电机电感参数、永磁电势及齿槽转矩
磁电机具有更多的优点：利用外转子永磁电机的定 子内部牢问，在其中放置了与外转子永磁电机同时 产生转矩和功率的内转子永磁电机，使电机的转矩 密度、功率密度大幅提高；定予采用特殊的绕组结 构，缩短了绕组端部，而且绕组端部长度与电机的 外径尺日无关，因此大大降低了电机的用铜量及绕 组电阻，降低了电机的制造成本及绕组铜耗，提高 了电机运行效率。总之，双转子永磁电机即使采用 价格低廉的铁氧体永磁也能够得到比ＮｄＦｅＢ单转 子永磁电机更高的转矩密度及相近的运行效率。
其中，曰ｉ。（ｒ，句和且。（ｒ，目）分别为电机定子有齿槽
时内外转子气隙磁通密度；Ｂ。（ｒ，ｄ—ｙ）和曰。。ｔ（‘口一ｙ）
分别为定子内外表面光滑且转子Ｎ极中心线位于ｙ
角位置时的气隙磁通密度径向分量。
３．１．３永磁相电势计算
双转子永磁电机的相电动势可以等效为内转子
永磁电机和外转子永磁电机相电动势的合成。以内、
外转子Ｎ极轴线与Ａ相绕组轴线重合时为感应电动
势计算起点，由前述双转子永磁电机内、外转子永
磁磁密可得内、外转子永磁电机相电动势ｅａ－ｉｎ（ｆ）、
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第２２卷第９期
徐衍亮等 双转子永磁电机电感参数、永磁电势及齿槽转矩
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考虑到内、外转子电机直轴问的位置角口，双
Ｒｍ、Ｒ一在电机空载时，双转子永磁电机在气隙 中满足Ｌａｐｌａｃｅ’ｓ方程，在永磁体中满足Ｑｕａｓｉ－ Ｐｏｉｓｓｏｎｉａｎ方程，通过求解气隙及永磁体区域的磁 位方程便可以得到双转子永磁电机定子内外表面处 磁密表达式如下。
双转子永磁电机工作原理
双转子永磁电机工作原理永磁电机是一种可以将电能转化为机械能的电机，它最常见的应用有风力发电机、水泵、风扇以及汽车中的起动机等，双转子永磁电机以其结构简单、性能可靠、效率高的特点，在节能减排和轻型化的需求下，越来越多的得到了广泛的应用。
双转子永磁电机是电动机的特殊形式，它有一个定子磁芯、一个被屏蔽的旋转子磁芯以及两个可以转动的转子。
定子磁芯通过定子线圈把磁通导到外部电路中，而旋转子磁芯因为被包裹在旋转极线绕组中，它能够被磁感应而产生转矩，从而产生电动机运转的能力。
双转子永磁电机的特点在于他的转矩适应能力强、工作稳定，最大的优点在于其无需电路而可以转动的特点，这也就是为什么双转子永磁电机是广泛应用在汽车启动上的原因。
双转子永磁电机的另一大特点是转动方向可以活变的，它的技术可以调节电机的启动转矩，从而满足客户的需求。
由于双转子永磁电机的设计比较简单，且可以简单地调节电机的启动转矩，使电机起动转矩更小，因此它在移动应用领域比较流行，它也广泛应用在电动汽车、仪器仪表、照明等领域中。
双转子永磁电机由于其设计结构简单，重量轻，散热性能良好，低噪音，可调节性强，电机起动转矩小、较低的制动损耗，在节能减排、轻型化的需求下，比其他电机更具有优势地位。
双转子永磁电机的工作原理是：当定子磁芯上的磁感应线圈接入一定电流后，就会产生磁场，该磁场经定子磁芯层层折射，就会产生一定的磁通，不但充斥定子磁芯本身，也充斥整个电机的室内，而由于旋转子的存在，旋转子也会受到定子磁场的影响而产生转动转矩。
因此，双转子永磁电机的转动转矩就完全取决于定子磁场的大小。
在双转子永磁电机的调节过程中，可以采用不同的方法来实现可调速度、可调节转矩、可调节功率等功能，比如通过调节定子电流大小来改变磁场大小和旋转子转矩，这个过程就是所谓的可调转矩控制；或者通过改变旋转子磁芯的极化方向来改变磁场的方向，从而调节电机转速，这个过程就是所谓的可调转速控制。
综上所述，双转子永磁电机是一种电动机特殊形式，它有着结构简单、性能可靠、效率高等特点，广泛应用于汽车启动、仪器仪表、照明等领域，它的转矩可调，转速可活变的神奇特性，让它深受用户的喜爱。
双馈式感应发电机(DFIG)说明
双馈式感应发电机（DFIG）简介刘大明双馈电机（或称为交流励磁电机），它早在四十年代就已经出现。
随着电力电子技术和数字控制技术的发展，双馈电机在电气性能方面所具有的一系列优点和巨大的潜力，已经引起国内外的高度重视。
双馈式感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG) 使用绕线式转子，由于电力可经由转子侧之电力转换器双向流动，因此发电机馈入电力系统的界面同时包括定子侧（Line side）及转子侧（Rotor side），其电力转换器功率仅为发电机额定功率之20~30%，故成本较低，而且发电机可变速范围可达同步转速之±30%，因此性能/价格比值最高，为目前大型风力发电机中最普遍采用之组态。
全球前10大风力发电机制造商的产品中有六成以上的变速风力发电机采用双馈式感应发电机，本文将介绍双馈式感应发电机的基本原理与特性。
一、双馈式感应发电机（DFIG）基本原理双馈式感应发电机（DFIG）是在同步发电机和异步发电机的基础上发展起来的一种新型发电机，其转子具有三相励磁绕组结构。
当通以某一频率（转差频率）的交流电时，就会产生一个相对转子旋转的磁场，转子的实际转速加上交流励磁产生的旋转磁场所对应的转速等于同步转速，则在电机气隙中形成一个同步旋转磁场，在定子侧感应出同步频率的感应电势。
从定子侧看，这与同步发电机直流励磁的转子以同步转速旋转时，在电机气隙中形成一个同步旋转的磁场是等效的。
双馈式感应发电机与一般感应发电机不同之处在于联接其转子侧之PWM脉宽调变电力转换器具有四象限之运转能力，电力转换器提供低频（转差频率）的交流电流(或电压)进行励磁，调节励磁电流(或电压)的幅值、频率、相位，来实现定子恒频恒压输出，其定子输出特性与同步发电机十分类似，所以有一些文献指出，双馈式感应发电机可以视为同步发电机与感应发电机之综合体。
从能量流动的特性来看，与采用直流励磁的同步发电机相比，同步发电机励磁的可调量只有直流励磁电流的幅值一个，所以同步发电机励磁一般只能对无效功率进行调节，而双馈式感应发电机，其励磁的可调量除了励磁电流的幅值外，还有励磁电流的频率和相位。
双转子永磁电机工作原理
双转子永磁电机工作原理双转子永磁电机是一种新型的永磁同步电机，它具有轴结构紧凑、负载性能好、噪声低、效率高、维护简单等特点。
它具有双转子结构，由一个定子绕组、一个转子绕组和一组永磁体组成。
由于该电机使用了永磁体，因此不需要外接电容，比一般异步电动机具有更高的效率和更少的长期损耗。
双转子永磁电机的工作原理是，当定子绕组中的电流通过，在定子绕组产生的磁场与永磁体的磁力矩相互作用，在转子绕组产生磁路，使转子磁场沿定子磁场的方向旋转，产生电动势，从而转子绕组产生电流，使转子绕组带载负载电流，由此产生驱动力，从而实现转速调节和负载控制。
双转子永磁电机的特点就在于它的双转子结构，它具有结构紧凑、负载性能好、噪声低、效率高、维护简单等优点。
它的定子绕组是静电定子，由永磁体产生的磁场可以大大提高电机的负载能力，使电机的负载性能更好。
此外，它的定子绕组可以不需要外接电容，从而减少电机的散热损耗，从而提高电机效率。
双转子永磁电机具有优良的驱动性能和转速控制能力，可以用于各种定向应用，如机械驱动设备、压缩空气机组和精密机械系统等。
在定速电机中，双转子永磁电机可以替代微调电阻减速器，从而提高系统的负载能力、节约空间，减少振动和噪声，缩短设备停机时间，从而提高定速效率。
而在变速电机中，可以使用双转子永磁电机来替代三相异步电机，从而提高变频系统的动态性能、运行稳定性和可靠性，以及能耗和维护效率。
双转子永磁电机具有许多优点，它在很多应用领域（如定速和变频电机）都取得了一定成效，并受到广泛好评。
由于双转子永磁电机具有优越的特性，它已经成为一种新兴的电动机技术，在未来的发展中，它可能会取代一些传统的电动机技术。
总之，双转子永磁电机具有良好的驱动性能及转速控制能力，可以用于各种定向应用，从而提高设备的可靠性和效率。
它是一种新型的永磁电机，具有负载性能好，噪声低，效率高，维护简单等优点，因此受到越来越多的关注。
双定子盘式电机
双定子盘式电机双定子盘式电机是一种新型的电机结构，具有结构简单、体积小、功率密度高等优点。
它采用两个定子和一个转子的设计，通过调节定子之间的电流和相位差来实现电机的正常运转。
本文将从双定子盘式电机的结构、工作原理、应用领域等方面进行介绍。
双定子盘式电机的结构相对简单，主要由两个定子和一个转子组成。
其中，定子由一系列绕组和铁芯构成，绕组中通有电流，通过电流的作用产生磁场。
转子则由一片通过电流激励的导体构成，导体上的电流与定子的电流相互作用，从而产生转矩。
整个电机的结构紧凑，体积小，适合在空间有限的场合使用。
双定子盘式电机的工作原理是通过调节定子之间的电流和相位差来实现电机的正常运转。
当定子之间的电流和相位差满足一定条件时，转子会受到磁场的作用而旋转。
而当电流和相位差不满足条件时，转子将停止旋转。
通过调节定子之间的电流和相位差，可以控制电机的转速和方向。
双定子盘式电机具有许多优点，首先是功率密度高。
由于它的结构紧凑，可以将更多的电磁材料和绕组装入有限的空间中，从而提高电机的功率密度。
其次，双定子盘式电机的效率较高。
由于定子之间的电流和相位差可以灵活调节，可以使电机在不同负载下工作在最佳工况点，从而提高电机的效率。
此外，双定子盘式电机的响应速度快，控制精度高，适用于一些对动态性能要求较高的场合。
双定子盘式电机在许多领域都有广泛的应用。
首先是工业领域，双定子盘式电机可以用于机床、印刷机械、纺织机械等设备中，用于驱动工作台、卷取装置等部件。
其次是交通运输领域，双定子盘式电机可以用于汽车、电动自行车等交通工具中，用于驱动车辆的轮毂。
此外，双定子盘式电机还可以用于航空航天领域、医疗设备领域等。
双定子盘式电机是一种新型的电机结构，具有结构简单、体积小、功率密度高等优点。
它的工作原理是通过调节定子之间的电流和相位差来实现电机的正常运转。
双定子盘式电机在工业、交通运输、航空航天等领域有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，相信双定子盘式电机的性能和应用领域还会得到进一步的拓展和完善。
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１蛔ｗｏｒｄｓ： ｄｏｕｂｌｅ ｒｏｔｏｒｓ ｍｏｔｏｒ；ｉｎｄｕｃｄｏｎ ｍｏｔｏｒ；ｓ缸ｕｃｔＩｌｒｅ：ｎｌａｔｈｅｒｎａｄｃ Ｉｎｏｄｅｌ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
０ 引言
在电能生产和使用中，消耗在各种电机中的能 量约占７０％。目前应用的电机主要有三种类型：异 步电机、同步电机和其他特种电机。其中异步电机 以其结构简单、运行可靠、价格低廉等特点，在工 农业生产中得到了最为广泛的应用。因此研制生产 具有高效率和高功率因数的新型感应电机，对于电 力节能具有十分重要的意义。
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２极内外双转子感应电机起动特性的仿真结果 如图８。可以看出，Ｄ砌Ｍ电机展示了良好的起动 特性，其起动过程类似于常规的感应电机；内外两
个转子产生的电磁转矩随转差率变化曲线类似，只 是由于内外转子的力矩半径不同，所以转矩的大小 不同，它们直接叠加后可同时拖动机械负载旋转。
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第２４卷第６期
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文章编号：１００８—０５６２（２００５）０６．０８７４．０４
辽宁工程技术大学学报
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’
２００５年１２月 Ｄｅｃ．２００５
一种新型结构的内外双转子感应电机
孙广贵，张凤阁，王凤翔
（沈阳工业大学电气工程学院，沈阳ｌ１００２３） 摘 要：为了提高感应电机的运行性能，研究了一种具有内外双转子的新型结构的感应电机。电机采用励磁电抗较大的特殊铁芯和定子绕组 形式。通过分析电机内部的电磁关系，计算了其特殊的磁场分布，推导出电机的数学模型，并对其进行了动态仿真。结果表明，电机具有良 好的动态特性，特别是当电机极数较少（例如２极）时，绕组电阻和端部漏抗值都很小，而力能指标却较高。因此，推导出的电磁关系和数 学模型适用于新型内外双转子感应节能电机的设计分析，
柚ｄ ｐｏｗｅｒ ｆ如ｔｏｒ．Ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｍａｇｎｅｄｃ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓ缸ｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ＤＩⅦＭ ｉｓ ｃａｌｃｕｌ砷ｅｄ ｂｙ ３Ｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｓｏＲｗａ鸭
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目前生产节能型电机的努力主要集中在发展 高性能的电磁材料和优化电机设计方案上，然而高 性能电磁材料发展缓慢，对于相对成熟的电机设计 技术，优化设计的余地亦十分有限，因此上述方法 的效果并不十分理想。为了提高异步电机的运行性 能，德国Ｅｕｇｅｎ Ｎ０１１ｅ教授、Ｎｉｌ【ｏｌａｕｓ Ｎｅｕｂｅ略ｅｒ博 士和他们的研究小组，在２００２年提出了一种新型
ｄｏｕｂｌｅ ｒｏｔｏｒｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ（ＤＲ Ｉ Ｍ）ｗｉⅡｌ ｌｅｓｓ ｐｏｌｅ Ｉｍｍｂｅｒ ｗｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｂｉｇ ｅｘｃｉ吐ｎｇ ｆｅａｃｔａＩｌｃｅ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｓｔａｔｏｒ
ｗｉｎｄｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａＩｌｃｅ锄ｄ ｌｅａｋａｇｅ ｒｅａｃｔａＩｌｃｅ．１ｈｅｒｅｆｏ陀，吐ｌｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｎｄｕｃｄｏｎ ｍｏｔｏｒ ｈ雒ｌｌｉｇｈ叩骶ｔｉｏｎ ｅｍｃｉ∞ｃｙ
这里，缉２ｄ酢，ｄｆ为ＤＲｌＭ电机的机械角速度， Ｈ＝【Ｈｌ ＨＤ 即ｊ】１ Ｈｌ＝【Ｈ＾ “Ｂ “ｃ】１
口。＝ｍ。 比曲 “Ｄｃ】Ｔ＝【０ ｏ ｏ】Ｔ
Ⅱｆ＝‰Ｍ曲Ｍｆｃ】Ｔ＝【０ ｏ ｏ】Ｔ
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３ 电机的数学模型
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这里，丁｜ｃ啪和瓦ｌｎｉ分别代表外转子和内转子所产生 的电磁转矩。
仿真结果及其分析
基于导出的数学模型，用ＭＡ：ｎ，ＡＢ语言编写
了内外双转子感应电机的动态仿真程序，并对一台
２极ＤＩ删样机进行了仿真见表１。
表１两极ＤＩｔ刀Ｍ样机的参数 ｈｂ．１睥ｒａｍｅｔｅ璐ｏｆ２ ｐｏｌｅｓ ＤｌＵＭ
结构的内外双转子感应电机‘１，２１，其结构完全不同于 常规的异步电机。由于采用环型绕组形式，当电机 极数较少（例如２极）时，电机绕组的电阻和端部 漏抗可大大减少，相应地，电机的效率和功率因数 可以得到较大的提高。
１ 电机的结构和工作原理
内外双转子感应电机具有一个特殊的定子和 内外两个转子。其结构示意图如图１。内、外转子 铁芯靠近气隙的圆周上分别均匀开槽以制成笼型 转子（亦可采用永磁转子结构形成内外双转子同步 电机），在定子铁芯的内外表面均匀开槽，以嵌放 如图２的特殊环型绕组，环型绕组的排列相序与常 规电机类似，以在内外气隙中分别形成同速同向旋 转的三相圆形旋转磁场。环型绕组产生的磁场分两 路分别穿过内外气隙进入转子铁芯形成回路，内、
隙的磁通比值为
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堕二堕：，墅：’垒
（３）
．唬 晟。 ５ｉ 哦
一
这里， ｄ和Ｓ分别是气隙处的直径和每极下的表
万方数据
８７６
辽宁工程技术大学学报
第２４卷
面积。而定子磁动势产生的总磁通为
办＝九＝识
（４）
很显然，在上述情况下，磁通的分布是最合理的且
得到最充分的利用，相应地，ＤＩｕＭ电机的功率密
度也是最大的。
２．２磁动势与磁通
为简化分析，假设铁芯的磁导率Ｆ Ｆｅ＝ｏ。且忽 略铁芯损耗。当三相对称电流通过图２的环型三相 对称绕组时，将同时产生分别沿内外气隙圆周同步 旋转的两个圆形旋转磁场。电机的等效磁回路可以 用图４的形式来表示，其中尺Ｉｎｉ和Ｒ。分别为内外 气隙的每极磁阻，而下标。和ｉ分别代表“外”和 “内”（下同）。
卜
图４内外双转子电机的等效磁回路
●
Ｆｉｇ．４ ｅｑｕｉＶａｌｅｎｔ ｍａｇｎｅｄｃ １００ｐ ０ｆ Ｄ砒Ｍ
通过三相绕组电流产生的基波磁动势幅值表示为
Ｅ：三×！×鱼×盟血，１
１
２兀
２
１
口
由于穿过内外气隙的磁路是并联的，所以在 上述假定条件下，在内外气隙上的磁压降相等，
Ｅ＝瓦。＝曩
【２）
当内外气隙长度相等，且均为艿时，穿过内外气
ｂ
Ｎｏ
图２两极ＤＲＩＭ的定子绕组端部连线图 Ｆｉｇ．２ ｓｔａｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ｏｆ ａ ２ ｐｏｌｅｓ ＤＩＵＭ
从图２可以看出，对于少极数（如２极）的ＤＲ蹦
电机。其绕组端部的长度要比常规电机短许多，因 此绕组的电阻和端部漏抗会大大减小。
２ 电机内的电磁关系
２．１空载磁场
对于ＤＩｕＭ电机来讲，形成旋转磁场的的定子 绕组完全不同于常规的感应电机。为了验证内外双 转子感应电机的磁场分布并为Ｄ砌Ｍ电机的设计提 供理论依据，·用ＭＡＧｌ呵ＥＴｏ电机磁场分析专用软 件对一台２极内外双转子感应电机的空载磁场进行 了计算，计算时假定内外气隙具有相同的长度。图 ３表明了该电机的磁通分布图，可以看出，内外气 隙中沿圆周的磁场分布均为２极。因此，该种电机 可以看作共用定子铁芯且定子绕组串在一起的两
收稿日期：２００４．１０－２０ 基金项目：辽宁省科学技术基金资助项目（００１０４００１） 作者简介：孙广贵（１９５９．），男，辽宁盘山人，博士研究生，副教授，主要从事特种电机及其控制技术方面的研究。本文编校：杨瑞华
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第３期
孙广贵等：一种新型结构的内外双转子感应电动机
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外转子笼条切割该磁场而产生感应电动势和电流， 从而产生各自的电磁转矩，依靠特殊的机械结构同 时拖动机械负载旋转。
将Ｄ砌Ｍ电机的两个笼型转子分别用两个等 效的绕线转子所代替，则电机中９相绕组的耦合关 系可以用图７来表示。
—≥ｊｆｃ
图７内外双转子感应电机的耦合模型 Ｆｉｇ．７ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｌｌｅ Ｄ砌Ｍ
根据磁ｒｃｈｈｏｆｆ电压定律，用矩阵形式表示的电 压方程可以写成
即＝尉＋昙（炉（足Ⅵ詈灿Ｌ鲁（９）
足＝ｄｉａｇ喝心墨】
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妈＝ｄｉａｇ【心％＆】
Ｒ＝ｄｉａｇ【‰‰如】
足ｌ＝ｄｉａｇ【尺缸 尺西 尺ｉｃ】
ｌ厶ｌ Ｍ１０ Ｍ１ｆ Ｉ Ｌ＝Ｉ Ｍ。ｌ ｋ ｏ
【－Ｍｆｌ ｏ ｋ ｊ
在电感矩阵Ｌ的元素中，Ｌ是三套绕组各自的
自互感矩阵，Ｍ代表三套绕组之间的互感矩阵。
外转子 绕组
鬈孑
定子绕组
图５ Ｄｌｔｎ垤电机的耦合电路示意图 Ｆｉｇ．５ ｐｈ髂ｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＤＲＩＭ