CN111245130B - 一种双轴励磁调相机及其励磁绕组结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双轴励磁调相机及其励磁绕组结构，在隐极式调相机转子的大齿位置开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直。本发明采用双轴励磁的励磁方式能够很好的改善电力系统的静态稳定性和暂态稳定性，在发生故障的情况下还能通过不同的励磁控制方式实现电机的异步运行，降低功角失稳的可能性；同时通过双轴配合，达到深度进相运行，获得与迟相过载能力相当的短时进相能力，具有进相无功能力强、暂态响应速度快等优点。

Description

一种双轴励磁调相机及其励磁绕组结构

技术领域

本发明属于双轴励磁调相机技术领域，具体涉及一种双轴励磁调相机及其励磁绕组结构。

背景技术

传统同步调相机的励磁绕组仅有一套，置于转子的d轴，这一特征决定了其功率调节以及运行稳定性均与调相机纵轴磁电势和电网电压之间的夹角有关，即与调相机功率角有关，限制了运行稳定性的范围。同时由于传统同步调相机转子励磁电流只能在转子d轴上，其最大进相能力受转子励磁电流工况限制，传统的同步调相机进相能力差，在进相运行时容易发生不稳定情况，需要限制其吸收的无功功率。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，该发明从转子结构上进行优化，在大齿部分开槽，加入q轴励磁绕组，形成了双轴励磁调相机，同时设计了几种转子上具有不同槽分布的双轴励磁调相机，再对q轴绕组槽型结构参数进行优化。双轴励磁调相机在转子的d轴和q轴均设有励磁绕组，两套绕组的轴线相互垂直，通过励磁调节器可以独立调节两套励磁绕组的电流大小和方向；其励磁磁动势的方向可以通过在两套励磁绕组中施加不同的直流电流来确定在转子的任意位置，从而增大运行稳定性的范围。采用双轴励磁的励磁方式能够很好的改善电力系统的静态稳定性和暂态稳定性，在发生故障的情况下还能够通过不同的励磁控制方式实现电机的异步运行，降低了功角失稳的可能性。另外双轴励磁调相机可以使合成的励磁电流在d、q轴的正向和负向之间灵活的变化，通过双轴配合，可以达到深度进相运行，获得与迟相过载能力相当的短时进相能力，具有进相无功能力强、暂态响应速度快等优点。

本发明的第二个目的是提供含上述励磁绕组结构的一种双轴励磁调相机。

本发明所采用的第一个技术方案是：一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为：

式中，Z_d′为d轴励磁绕组的槽分度数，Z_d为d轴励磁绕组的槽数。

优选的，所述大齿位置开槽槽数Z_q为6个、8个或10个。

优选的，当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

优选的，当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

优选的，所述q轴励磁绕组的槽距角α_q应满足：

α_d≤α_q≤2α_d

式中，α_d为d轴励磁绕组的槽距角，α_d满足

优选的，所述q轴励磁绕组的槽距角α_q为α_d或2α_d。

优选的，q轴励磁绕组的匝数为N_q，且单独通入额定励磁电流为I_fq，调相机的电磁转矩T应满足：

式中，E_d为q轴单独励磁时，定子绕组中的感应电动势；U为机端电压；X为同步电抗；ω为同步角速度；p为调相机的极对数；T₀为调相机的空载转矩。

优选的，所述q轴励磁绕组的匝数N_q应满足：

式中，E_d为q轴单独励磁时，定子绕组中的感应电动势；f为频率；k_dp1为定子绕组系数；Φ₁为基波磁通。

优选的，所述转子q轴绕组槽型参数槽宽W_qs、槽深D_qs与通风口高度D_qd应满足：

式中，W_ds为转子d轴励磁绕组槽型的槽宽；D_ds为转子d轴励磁绕组槽型的槽深；D_dd为转子d轴励磁绕组槽型的通风口高度。

本发明所采用的第二个技术方案是：一种双轴励磁调相机，包括如第一技术方案中任一项的励磁绕组结构。

上述技术方案有益效果：

(1)双轴励磁调相机模型在进行新的励磁绕组设计后，相比传统的同步调相机，能够产生较好的气隙磁密波形，达到了交流绕组的基本要求，并且合成的电动势的谐波含量明显下降，励磁绕组产生的电动势更接近正弦波。

(2)双轴励磁调相机d轴单独励磁时，其运行特性与传统调相机相同；d、q轴同时励磁时，可以实现励磁磁动势方向相对转子位置的任意变化。

(3)通过调节d轴励磁电流的大小和方向，可以改变励磁合成磁动势的大小和方向，从而提高调相机的深度进相运行能力。

附图说明

图1为本发明设计的300Mvar双轴励磁调相机转子大齿位置开设6个槽的转子二维界面示意图；

图2为本发明设计的300Mvar双轴励磁调相机转子大齿位置开设8个槽的转子二维界面示意图；

图3为本发明设计的300Mvar双轴励磁调相机转子大齿位置开10个槽的转子二维界面示意图；

图4为本发明转子大齿位置开槽的槽型结构示意图；

图5为本发明d轴单独励磁时q轴不同开槽数对气隙磁密波形的影响；

图6为本发明d轴单独励磁时q轴不同开槽数对谐波含量的影响；

图7为本发明q轴单独励磁时q轴不同开槽数对气隙磁密波形的影响；

图8为本发明q轴单独励磁时q轴不同开槽数对谐波含量的影响；

图9为本发明双轴励磁时q轴不同开槽数对气隙磁密波形的影响；

图10为本发明双轴励磁时q轴不同开槽数对谐波含量的影响；

图11为本发明d轴单独励磁时q轴不同槽距角对气隙磁密波形的影响；

图12为本发明d轴单独励磁时q轴不同槽距角对谐波含量的影响；

图13为本发明双轴励磁时q轴不同槽距角对气隙磁密波形的影响；

图14为本发明双轴励磁时q轴不同槽距角对谐波含量的影响；

图15为本发明d轴单独励磁时q轴不同槽深对谐波含量的影响；

图16为本发明双轴励磁时q轴不同槽深对谐波含量的影响；

图17为本发明d轴单独励磁时q轴不同槽宽对谐波含量的影响；

图18为本发明双轴励磁时q轴不同槽宽对谐波含量的影响。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述，以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制；术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文有清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。

实施例1

如图1所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为6个，d轴励磁绕组槽数36个。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接，测得其基本气隙磁通密度为0.86T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.026T、0.040T、0.088T和0.050T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为13.01％。

当双轴励磁调相机仅q轴单独励磁时，将q轴励磁绕组通入直流电流，d轴励磁绕组短接，测得其基本气隙磁通密度为0.18T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.064T、0.038T、0.023T和0.013T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为43.88％。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流，测得其基本气隙磁通密度为0.852T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.039T、0.067T、0.085T和0.047T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为14.59％。

实施例2

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个，d轴励磁绕组槽数36个。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接，测得其基本气隙磁通密度为0.835T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.005T、0.056T、0.098T和0.056T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为15.01％。

当双轴励磁调相机仅q轴单独励磁时，将q轴励磁绕组通入直流电流，d轴励磁绕组短接，测得其基本气隙磁通密度为0.239T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.082T、0.046T、0.024T和0.010T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为40.82％。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流，测得其基本气隙磁通密度为0.823T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.030T、0.083T、0.091T和0.050T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为16.56％。

实施例3

如图3所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为10个，d轴励磁绕组槽数36个。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接，测得其基本气隙磁通密度为0.806T。3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.017T、0.067T、0.101T和0.052T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为16.49％。

当双轴励磁调相机仅q轴单独励磁时，将q轴励磁绕组通入直流电流，d轴励磁绕组短接，测得其基本气隙磁通密度为0.298T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.098T、0.049T、0.022T和0.004T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为37.53％。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流，测得其基本气隙磁通密度为0.793T，3次、5次、7次和9次谐波含量分别为0.025T、0.092T、0.089T和0.044T。通过气隙磁通密度的基波和谐波含量计算总的谐波畸变率THD为17.36％。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，q轴励磁绕组短接，通过改变q轴绕组槽数的多少，使得d轴磁场发生变化，实施例1-3的基本气隙磁通密度分别为0.86T、0.835T和0.806T，THD分别为13.01％、15.01％和16.49％；如图5、图6所示，随着q轴励磁绕组槽数的增加，d轴单独励磁时气隙磁密度波形的幅值略有减小，THD逐渐增加；因此，在d轴单独励磁时，双轴励磁调相机的q轴绕组槽数应该设计得越少越好。

当双轴励磁调相机仅q轴单独励磁时，实施例1-3的基本气隙磁通密度分别为0.18T、0.239T、0.298T，THD分别为43.88％、40.82％和37.53％；如图7、图8所示，随着q轴励磁绕组槽数的增加，q轴单独励磁时的气隙磁密波形幅值逐渐变大，但波形的平顶现象并没有减弱；因此，在q轴单独励磁时，双轴励磁调相机的q轴绕组槽数不宜设计得过少。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁，实施例1-3的基本气隙磁通密度分别为0.852T、0.823T和0.793T，THD分别为14.59％、16.56％和17.36％；如图9、图10所示，随着q轴槽数的增加，双轴励磁时气隙磁密度波形的幅值略有减小的趋势，THD含量逐渐增加；因此，双轴励磁时，双轴励磁调相机的q轴绕组槽数也应该设计得越少越好。

综上所述，在d轴励磁和双轴励磁模式下，随着q轴绕组槽数的减少，基本气隙磁密度逐渐增大，THD逐渐减小。在这方面，q轴槽的数量应该设计得尽可能少；然而，双轴励磁调相机在q轴励磁模式下，结果是相反的，随着q轴槽数的减少，THD也越来越高；另外，双轴励磁调相机在正常工作状态下，主要以d轴励磁和双轴励磁方式工作；为了保证双轴励磁调相机的正常工作，q轴励磁磁动势要求为d轴励磁磁动势的10％-15％，即q轴槽的数量不能过少。因此，在设计双轴励磁调相机转子槽个数方面，最佳方案为q轴励磁绕组槽数8个。

实施例4

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在传统隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为1α_d。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

实施例5

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

实施例6

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为3α_d。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

根据实施例4-6可知，当大齿位置开槽槽数Z_q为8个，即q轴绕组槽数为8个时，d轴单独励磁，改变q轴励磁绕组槽距，如图11和图12所示，对比不同槽距下的气隙磁通密度及其谐波含量，槽距的改变对谐波含量影响较大，当q轴励磁绕组槽距为2α_d时，THD是最低的。

根据实施例4-6可知，当大齿位置开槽槽数Z_q为8个，即q轴绕组槽数为8个时，d轴和q轴双轴同时励磁，改变q轴励磁绕组槽距，如图13和图14所示，对比不同槽距下的气隙磁通密度及其谐波含量，槽距的改变对谐波含量影响较大，当q轴励磁绕组槽距为2α_d时，THD是最低的。

实施例7

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d；所述q轴绕组槽深D_qs尺寸为126mm。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

实施例8

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d；所述q轴绕组槽深D_qs尺寸为106mm。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

实施例9

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d；所述q轴绕组槽深D_qs尺寸为86mm。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

通过对实例7-9的研究，如图4所示，在q轴绕组槽数为8个，槽距为2α_d的条件下，通过设计不同q轴绕组槽型结构参数对气隙磁通密度及其谐波含量进行优化；q轴绕组槽深D_qs优化前的尺寸为126mm，逐渐减少q轴绕组槽深度，选取其中槽深为106mm与86mm的q轴转子槽建模仿真，并且在不同励磁模式下进行对比分析。从图15和图16中可以看出，随着转子槽深的减小，基本气隙磁通密度都是逐渐增加的，但是THD随着槽深的减小也是逐渐增加的。选取的原则应该在保证THD不高的情况下尽可能的减小q轴槽的槽深，从而达到优化的目的。

实施例10

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d；所述q轴绕组槽深D_qs尺寸为106mm；所述q轴绕组槽宽W_qs尺寸为44.9mm。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

实施例11

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d；所述q轴绕组槽深D_qs尺寸为106mm；所述q轴绕组槽宽W_qs尺寸为38.9mm。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

实施例12

如图2所示，本发明提供的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，所述双轴励磁调相机为300Mvar双轴励磁调相机，在隐极式调相机转子的大齿位置部分开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为8个；所述q轴励磁绕组槽距为2α_d；所述q轴绕组槽深D_qs尺寸为106mm；所述q轴绕组槽宽W_qs尺寸为32.9mm。

当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

通过对实例10-12的研究，对双轴励磁调相机q轴绕组槽宽W_qs进行分析，如图17和图18所示，在不同的励磁方式下，随着q轴绕组槽宽W_qs的减小，基本气隙磁通密度都是逐渐增加的，转子槽宽的改变对高次谐波含量也有一定的影响，THD随着槽宽的减小是逐渐增加的。因此，槽的宽度不能太小，在保证THD不高的情况下尽可能的减小q轴槽的槽宽，从而达到优化的目的。

本发明提供的双轴励磁调相机模型在进行新的励磁绕组设计后，相比传统的同步调相机，能够产生较好的气隙磁密波形，达到了交流绕组的基本要求，并且合成的电动势的谐波含量明显下降，励磁绕组产生的电动势更接近正弦波；双轴励磁调相机d轴单独励磁时，其运行特性与传统调相机相同；d、q轴同时励磁时，可以实现励磁磁动势方向相对转子位置的任意变化；通过调节d轴励磁电流的大小和方向，可以改变励磁合成磁动势的大小和方向，从而提高调相机的深度进相运行能力。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，在隐极式调相机转子的大齿位置开槽并放置励磁绕组作为q轴励磁绕组，所述q轴励磁绕组轴线与d轴励磁绕组轴线垂直；所述大齿位置开槽槽数Z_q为：

式中，Z_d′为d轴励磁绕组的槽分度数，Z_d为d轴励磁绕组的槽数；

所述q轴励磁绕组的匝数为N_q，所述q轴励磁绕组的匝数N_q应满足：

式中，E_d为q轴单独励磁时，定子绕组中的感应电动势；f为频率；k_dp1为定子绕组系数；Φ₁为基波磁通；

转子q轴绕组槽型参数槽宽W_qs、槽深D_qs与通风口高度D_qd应满足：

式中，W_ds为转子d轴励磁绕组槽型的槽宽；D_ds为转子d轴励磁绕组槽型的槽深；D_dd为转子d轴励磁绕组槽型的通风口高度。

2.根据权利要求1所述的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，所述大齿位置开槽槽数Z_q为6个、8个或10个。

3.根据权利要求1所述的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，当双轴励磁调相机仅d轴单独励磁时，将d轴励磁绕组通入直流电流，q轴励磁绕组短接。

4.根据权利要求1所述的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，当双轴励磁调相机d轴和q轴同时励磁时，将d轴励磁绕组和q轴励磁绕组同时通入励磁电流。

5.根据权利要求1所述的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，所述q轴励磁绕组的槽距角α_q应满足：

α_d≤α_q≤2α_d

式中，α_d为d轴励磁绕组的槽距角，α_d满足

6.根据权利要求5所述的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，所述q轴励磁绕组的槽距角α_q为α_d或2α_d。

7.根据权利要求1所述的一种双轴励磁调相机的励磁绕组结构，其特征在于，q轴励磁绕组单独通入额定励磁电流为I_fq，调相机的电磁转矩T应满足：

式中，E_d为q轴单独励磁时，定子绕组中的感应电动势；U为机端电压；X为同步电抗；ω为同步角速度；p为调相机的极对数；T₀为调相机的空载转矩。

8.一种双轴励磁调相机，其特征在于，包括根据权利要求1-7任一项所述的励磁绕组结构。

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