- 文献综述（或调研报告）：
随着风力发电技术的发展，现代大型并网风力发电机都是变速恒频机组，其中采用部分功率变换器的双馈发电机组具有成本低、制造难度小等优点获得了广泛应用。传统双馈风力发电机为有刷结构，为提高系统可靠性和减少维护工作量，开发新型无刷双馈风力发电机及其控制技术已成为当前的研究热点之一。
1.电机的基本结构
定频双转子永磁风力发电机的结构主要由装有三相对称绕组的内转子和定子以及内外表面贴有永磁体的外转子三部分组成。从结构上来看，定频双转子永磁风力发电机就是在双馈发电机的定转子间加入了一个永磁式的外转子，把双馈发电机永磁化，从而使该电机兼具双馈发电机和永磁发电机的优点。外转子内外表面贴装的永磁体在电机中产生的磁场分别通过内外气隙匝链内转子和定子，整个风力发电机可以看成是内外两台同心布置的永磁电机，内层永磁体和内转子组成内电机，外层永磁体和定子组成外电机，外转子轭部为内外两台电机所共用。
2.工作原理
风能通过风力机转换成机械能，风力机通过转轴直接与内转子相连，驱动内转子以速度wi旋转，内转子绕组与功率变换器相连，通过功率变换器调节通入内转子绕组的电流，产生转速为w的旋转磁场，这个旋转磁场以机械速度wi旋转，在空间形成转速为wi -w的合成磁场，由于电磁耦合作用，外转子上将产生电磁转矩，驱动外转子以速度wpm旋转，从而在定子绕组中产生感应电动势。当外界风速变化时，与风力机相连的内转子转速wi也发生相应的变化，此时通过功率变换器调节内转子绕组电流，使内转子绕组电流产生的旋转磁场的转速w也发生相应的变化，使内转子绕组电流产生的旋转磁场的变化正好抵消内转子机械转速 wi的变化，内气隙合成磁场转速wi -w不变，从而保持外转子以恒定的速度wpm旋转，实现定子绕组的变速恒频发电。
3.发电机的有限元分析
目前，电机的电磁性能的分析方法主要有解析法和数值法。解析法需推导大量公式，计算量大且准确性较低，故一般只用于定性分析。定量分析时一般采用数值法，常用的数值法主要有以下三种：简单磁路法、磁网络法和有限元法。其中，有限元法对任何电磁性能分析问题都适用。有限元法适应性强、可较好地处理非线性问题且求解精度高，是目前使用普遍的一种方法。有限元法就是把待求解区域按不同介质剖分成若干个节点和单元，然后计算出每个节点的矢量磁位或标量磁位，再根据麦克斯韦方程组，计算每个节点或单元的磁势或电势，进而得到其他量，如磁通密度等。目前还有很多界面友好、建模方便、后处理功能强大的商业有限元软件如ANSYS、ANSOFT、FLUX 等，来帮助完成电机的有限元分析。我们采用有限元法软件ANSYS辅助分析电机的电磁性能。
创建定频双转子永磁风力发电机的二维有限元模型包括定义材料、建立几何模型以及网格剖分三部分。永磁电机中主要用到的材料有四种：永磁体、空气、线圈和硅钢片。在有限元软件ANSYS中，永磁体的材料特性由剩磁和矫顽力描述，空气、线圈等非导磁材料的特性由相对磁导率描述，硅钢片的材料特性由其磁化曲线描述。建立电机的几何模型之前，首先要考虑到电机结构的对称性，建立电机的部分几何模型，以减 少建模和计算工作量。对于定子/内转子槽数为 30/30 的定频双转子永磁风力发电机而言，它从0°到180°可构成一个电机单元，整台电机可看成由两个电机单元构成，两个电机单元的电磁特性是完全相同的，因此建立的几何模型只需占整台电机的一半，这样就简化了电机的建模过程并且节约了后面对电机有限元模型求解的时间。网格剖分的疏密程度决定着计算结果的精确程度，是有限元计算过程中非常重要的一步。一般情况下，网格越密计算精度越高，但计算时间也越长。所以一般在磁场较强或磁场变化较大的地方，如内外气隙等，网格需要剖分的细一些，其他地方可适当粗一些，这样就在保证计算精度的前提下节约了计算时间，减少了计算工作量。
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