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无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM)取消了电刷和滑环,提高了系统的可靠性,具有变频器容量小、功率因数可调等优点,在变频调速驱动及风力发电领域具有广阔发展前景。然而由于其结构特殊,磁场调制机理复杂,存在效率较低等缺点,且尚缺少有效工具可快速而准确地对其运行特性进行分析。本文采用理论分析、有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)与实验研究相结合的方法,对笼型转子BDFM的动态磁网络(Dynamic Magnetic Equivalent Circuit,DMEC)模型建模与求解方法及笼型转子BDFM的优化设计方法开展研究。首先,介绍了BDFM的基本结构及工作原理,并针对一个笼型转子BDFM样机,结合其结构特点并考虑铁心饱和与转子旋转的影响,分析并建立了其等效的DMEC模型,研究了DMEC模型的拓扑结构及磁阻的计算方法;其次,借鉴电路分析的方法,利用节点法、回路法和传输线模型法,分别建立了笼型转子BDFM的DMEC模型代数方程组,并将代数方程组与微分方程组相耦合,给出了DMEC模型的求解流程,对模型进行求解,比较了三种方法各自的优缺点;第三,利用DMEC模型对笼型转子BDFM的不同运行工况进行了性能分析,并将分析结果与FEA结果及实验数据进行了对比,从而验证了笼型转子BDFM的DMEC模型建模及计算结果的正确性;第四,以提升笼型转子BDFM的效率为目标,利用田口法对多个设计参数进行分析,根据分析结果选取了9个优化变量;最后,对差分进化算法(Differential Evolution Algorithm,DEA)进行改进,提升算法的性能,并将其应用到对笼型转子BDFM的优化设计中,得到优化后的设计方案,进而利用FEA对优化后的设计方案进行了验证。结果表明,本文提出的DMEC模型和改进的差分进化算法(Improved Differential Evolution Algorithm,IDEA)能对笼型转子BDFM的效率进行有效的优化设计,优化后样机的效率明显提高。本文的研究成果可丰富笼型转子BDFM运行性能的分析方法,可为改进笼型转子BDFM的电磁设计方法、提升其效率提供理论指导和参考。