风电技术的迅速发展,对用于风力发电的电机提出了更严格的要求。双定子无刷双馈风力发电机因其没有电刷、功率因数可以按需调节、功率密度高、成本低等优势,在风电方面发展前景十分广泛。由于该电机定子上的两套绕组依靠转子实现间接耦合,合理的转子设计十分重要。本文采用笼障转子结构,但是由于该种转子结构特殊,传统设计方式存在效率低精度差的问题。本文提出一种改进粒子群算法用于对双定子无刷双馈电机的笼障转子进行优化设计。主要研究内容如下:首先,介绍了双定子无刷双馈电机的基本结构;并介绍了电机的磁场调制原理以及各种运行方式。其次,针对标准粒子群算法的局部收敛和越界处理时边界收敛的问题,提出了改进型粒子群算法,通过增加混沌搜索操作和采用新的越界处理方式对标准算法进行了改进;采用自适应控制混沌寻优范围的方式增加搜索精度;并通过标准测试函数分别对标准粒子群算法、混沌粒子群算法和改进粒子群算法进行测试,验证了该改进型粒子群算法的有效性。然后,为提高优化效率,采用响应面法替代有限元计算。研究了构建响应面模型的基本原理及流程,通过中心复合表面设计方式来安排试验,利用径向基函数构建响应面模型,得到了目标函数及约束条件与优化设计变量之间的关系,并对构建的模型进行校核。最后,为了进一步提高电机的转子耦合能力并改善该电机的性能,本文优化设计目标为气隙磁密中有用谐波占基波含量之比和功率绕组电压畸变率,约束条件为转子磁密,利用改进粒子群算法对笼障转子的极弧系数、导磁层宽度值与非导磁层宽度值之比、导磁层数和短路笼条数这四个结构参数进行了优化设计。并通过有限元模型,对比分析改进后电机方案和初始电机方案的空载和负载特性,验证了改进型粒子群算法对双定子无刷双馈电机笼障转子结构优化的有效性。