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随着经济的快速发展，环境污染问题日趋严重，我国的能源产业正朝着低碳、清洁的方向发展。风力发电是新能源领域最为成熟的发电技术之一，目前主流的风力发电机为：笼型感应电机(Cage Induction Machine, CIM)、永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine, PMSM)、双馈感应电机(Doubly-Fed Induction Machine,DFIM)以及无刷双馈电机(Brushless Double Feed Machine, BDFM)这四类。其中，BDFM凭借其无滑环电刷和无永磁体而拥有更加稳定、可靠的电机结构，以及其所在风力发电系统配套设备的经济性等方面的优势，已经成为该领域的研究热点。
BDFM通过转子的磁场调制作用实现定子上两套绕组间的能量传递，故其转子磁场调制能力的好坏将直接影响电机的运行效率与功率密度。现有笼型式转子无刷双馈电机存在转子调制能力不佳、端部空间利用率低等缺点，将进一步降低BDFM的功率密度。因此，本课题提出分段式笼型转子无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine with Segmented Squirrel-Cage Rotor, SSC-BDFM)，并系统研究该电机的转子结构、运行方式、结构参数设计、性能分析等方面。
本文有以下主要内容：
1.首先介绍风力发电的前景、风力发电机组分类以及当今工业中的主流风电机型，阐述BDFM的应用前景与现阶段存在的一些问题，在此基础上提出SSC-BDFM。
2.介绍SSC-BDFM本体结构、定子绕组绕制型式以及极对数选取，讨论BDFM现有的几类转子的优劣并分析适用于风电工况的转子结构，详述SSC-BDFM几类典型的运行模式。
3.详述SSC-BDFM的设计方法以及流程，依据基本确定的电机初始参数，再以电机效率以及转子耦合能力为目标，进行定子铁心、转子导条间隔角度、转子导条对数等参数的最优选取。
4.利用电磁仿真软件，建模分析SSC-BDFM的磁场、感应电势、磁链等特性，通过比较几种不同连接方式的笼型转子的调制能力，验证了本文所提出转子结构在保证耦合能力的同时，具有更高的端部空间利用率。
5.分析并计算不同工况下，SSC-BDFM的损耗，由此得出不同转速下，SSC-BDFM的输出功率与效率的变化规律。
BDFM通过转子的磁场调制作用实现定子上两套绕组间的能量传递，故其转子磁场调制能力的好坏将直接影响电机的运行效率与功率密度。现有笼型式转子无刷双馈电机存在转子调制能力不佳、端部空间利用率低等缺点，将进一步降低BDFM的功率密度。因此，本课题提出分段式笼型转子无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine with Segmented Squirrel-Cage Rotor, SSC-BDFM)，并系统研究该电机的转子结构、运行方式、结构参数设计、性能分析等方面。
本文有以下主要内容：
1.首先介绍风力发电的前景、风力发电机组分类以及当今工业中的主流风电机型，阐述BDFM的应用前景与现阶段存在的一些问题，在此基础上提出SSC-BDFM。
2.介绍SSC-BDFM本体结构、定子绕组绕制型式以及极对数选取，讨论BDFM现有的几类转子的优劣并分析适用于风电工况的转子结构，详述SSC-BDFM几类典型的运行模式。
3.详述SSC-BDFM的设计方法以及流程，依据基本确定的电机初始参数，再以电机效率以及转子耦合能力为目标，进行定子铁心、转子导条间隔角度、转子导条对数等参数的最优选取。
4.利用电磁仿真软件，建模分析SSC-BDFM的磁场、感应电势、磁链等特性，通过比较几种不同连接方式的笼型转子的调制能力，验证了本文所提出转子结构在保证耦合能力的同时，具有更高的端部空间利用率。
5.分析并计算不同工况下，SSC-BDFM的损耗，由此得出不同转速下，SSC-BDFM的输出功率与效率的变化规律。