1. 研究目的与意义（文献综述）
在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等各行业广泛应用的泵类负载，占整个用电设备能耗的40%左右。而通过电机调速对泵类负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有好处，又是节能和设备经济运行的要求，是可持续发展的必然趋势。对泵类负载进行变频调速控制的好处甚多，从应用实例看，大多已取得了较好的效果，有的场合节能可高达30%-40%。例如自来水厂采用变频调速后大幅度降低了水厂的制水成本，提高了自动化程度，且有利于泵机和管网的降压运行，减少了渗漏、爆管，可延长设备使用寿命。另外在电力、冶金、石化、水泥等行业广泛应用的风机负载也可进行调速节能。如电力行业中的要用到引风机、送风机、一次风机、吸尘风机、增压风机；冶金行业要用到除尘风机、通风机等；水泥行业要用到窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘机、供气风机、冷却器排风机、分选器风机、主吸尘风机等。在这些行业应用中的风机如果可以把速度降低，则消耗的功率将大幅度下降，达到节能减排的效果。
目前应用于高压大容量风机、泵类调速的主流解决方案是常规笼型异步电动机加高压变频器。目前国内市场应用最广泛的一种高压变频器方案是功率单元级联方案。该方案有许多优点，如电机的启动过程属于软启动，对电网的冲击小，调速是无级调速，节能效果好等。另外高压变频器采用移相变压器进行降压后，系统的功率因数非常高，可达到接近于1的程度，对电网的谐波污染小。输出级采用串联方案，输出的电压波形非常接近于正弦，具有谐波含量小，共模干扰小，对电机的绝缘损伤小等优点。总之，高压变频器是目前一种较好的、已成熟的变频调速方案。但这种高压变频方案最大的缺点是系统构成较为复杂，成本比较高，占地面积大，可靠性也相对不高，限制了其大量的推广应用。成本高的主要原因是所有能量均要通过高压变频器传递到电机，因此变频器的容量较大。考虑到效率的损失和裕量，高压变频器的容量和电机的容量比一般要达到1.5：1以上。再加上一般还要有高压变压器进行降压，高压变压器的容量也和变频器的容量是一致的。因此高压变频器的成本很高，价格非常昂贵。
而采用无刷双馈电动机加变频器的方案可实现变频调速运行.由于电机的功率绕组直接由电网供电，控制绕组由变频器供电，在速度变化范围不大的情况下，所需变频器容量较小，可使用小容量的变频器控制大容量的电机，且具有较硬的机械特性，从而解决了高压调速系统成本高、谐波含量大、可靠性差的问题。该电机既可应用于高压大容量风机泵类的调速系统，也可应用于风力或水力等变速恒频发电系统。因此无刷双馈电机近年来引起了人们的广泛关注。无刷双馈电机保留了常规有刷双馈电系统的诸多优点，如功率变换器容量小，系统转换效率高等，同时又由于实现了无刷化，电机的可靠性要比有刷双馈电机高。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容
查阅相关文献和市场调研基础上,了解目前电动机的种类和相应的控制方法,并了解这些电机和驱动控制系统的各自优缺点，研究无刷双馈电动机的运行原理，在此基础上，分析双三相电机及其驱动系统的优点，研究双三相无刷双馈电动机的控制方法。
2.2目标
设计的目标是通过对无刷双馈电动机运行原理的研究,建立其数学模型.根据所建立的数学模型编写计算机仿真软件，用于模拟无刷双馈电动机的运行。找到一种无刷双馈电动机的控制方法。编写计算机仿真软件,验证所研究的无刷双馈电动机的控制方法的正确性。提出一种双三相无刷双馈电动机的控制算法
2.3 拟采用的技术方案及措施
首先拟详细介绍无刷双馈电机的本体结构、工作原理以及其在不同工况状态下运行时，定、转子间的功率流向和功率分配。在不同坐标系下，拟建立BDFM的数学模型，并在此基础上，推导出其等效电路，进一步作出稳态运行时，电机各绕组电压、电流相量图。根据数学模型，拟搭建无刷双馈电机仿真模型，对不同工况的运行特性进行仿真验证。基于稳态等效电路的分析，拟提出适用于无刷双馈电机变频驱动系统的标量控制算法，并详细阐述标量控制算法原理和实现框图，搭建整个系统的仿真模型，设定仿真参数，完成标量控制算法的仿真验证，并分析仿真结果。最后，拟设计变频驱动控制系统的部分硬件电路，给出相关的电路原理图，阐述功率因数为1的高频整流电路原理，并完成高频整流电路的硬件调试，给出相关实验波形。3. 研究计划与安排
第1-4周： 查阅相关文献资料，撰写开题报告
第5周：研究无刷双馈电动机的运行原理
第6周：分析双三相电机及其驱动系统的优点
4. 参考文献（12篇以上）
[1]熊飞.绕线转子无刷双馈电机建模分析和电磁设计研究[d]华中科技大学博士学位论文.2010年5月.
[2] 孟超. 双三相永磁同步电机驱动系统的研究[d]湖南大学博士学位论文.2012年3月.
[3] 张敬南.船舶电力推进六相同步电动机控制系统研究[d].哈尔滨工业大学博士学位论文.2009年1月.
