无刷双馈发电机是一种特殊结构的新型调速电机,凭借其无刷化、运行可靠、功率因数可调、所需变频器容量等级低等优点,在变速恒频风力发电系统具有良好的发展应用前景。然而,无刷双馈发电机磁场复杂、谐波含量丰富,损耗计算难度大,目前还缺乏较为精确的分析与计算方法。本文将以一台25kW、8+4极新型混合转子无刷双馈发电机为研究对象,对该电机的铁耗、铜耗、机械损耗和负载杂散损耗进行计算分析研究。论文主要做了以下工作:(1)详细介绍了无刷双馈发电机的定转子结构特点、运行原理以及磁场调制机理,并对耦合能力较好的隔磁磁障与辅助笼条相结合的新型混合转子无刷双馈发电机进行了详细分析;建立了混合转子无刷双馈发电机的二维有限元分析模型,对其额定运行状态下的空载与负载特性进行仿真分析。(2)针对无刷双馈发电机磁场关系复杂、谐波含量丰富、铁耗计算困难的问题,提出了能够同时考虑交变和旋转两种磁化方式、谐波磁场以及二维磁特性影响的改进型E&S模型,在对混合转子无刷双馈发电机的定子齿部、轭部以及转子径向与切向导磁层的磁密特性分析的基础上,分别采用根据该电机磁密特性改进的经典铁耗分离模型、正交分解模型和改进E&S模型对铁耗进行计算,并将三种模型的计算结果进行对比分析。(3)混合转子无刷双馈发电机的转子结构与常规电机不同,定子铜耗的计算相对容易,而转子笼条铜耗的计算较为复杂。为计算转子铜耗,建立了转子笼条等效电路,计算了两套绕组与转子笼条之间的互感值,并基于磁链、电感、电流以及电动势之间的关系计算得到笼条电流值,进而得到了考虑趋肤效应影响的定转子铜耗;对混合转子无刷双馈发电机的机械损耗和杂散损耗进行了分析计算。(4)搭建了混合转子无刷双馈发电机样机系统实验平台,对其进行了发电运行负载状态的性能试验,并测试了不同转速和不同负载下的发电机效率,间接对本文所研究损耗计算模型的正确性与可行性进行了验证。