无刷双馈电机作为一种新型结构的感应电机,相较于常规有刷双馈电机,不但取消了电刷和滑环,而且定子上嵌有两套不同极对数的绕组。由于极数不同两套绕组所产生的旋转磁场正交,两套绕组间不会发生直接的能量传递,依靠其特殊的转子结构调制出两种不同极数的磁场。这就要求无刷双馈电机的转子能够同时调制出两种不同极数的旋转磁场,这对于转子的性能要求较高,同时也限制了无刷双馈电机的发展。因此,对于无刷双馈电机转子绕组设计及磁场变化规律进行研究,对于无刷双馈电机早日实现工程应用具有实际意义。本文以一台4/8极45k W的无刷双馈电机为研究对象,基于交流电机绕组理论对满足变极要求的不等匝齿谐波绕组的磁势进行了推导,同时对转子绕组谐波特点及含量进行了分析,最后基于双正弦绕组理论和齿谐波原理给出了一套低谐波多跨距的无刷双馈电机转子绕组设计方法,并针对整机输出功率及谐波含量进行了分析,解析计算和仿真结果表明了该设计方法的正确性。同时考虑到无刷双馈电机绕组线圈较多易发生匝间故障的问题,本文对无刷双馈电机发生匝间故障情况下的电磁转矩特点进行了理论推导,同时建立了用于分析匝间故障的无刷双馈电机场路耦合求解模型,对电机发生故障前后的电磁转矩波形进行了离散频谱分析,对故障后暂态和稳态下的电磁转矩分量进行了研究,同时还分析了短路故障位置对于三相电流及其分量的影响规律。本文对于无刷双馈电机绕组设计及故障下的磁场特点的进一步研究提供了基础。