轴向迭片各异性转子电机振荡及异步运行分析第2O卷第l2期2000年l2月中国电机工程Pmceedin~oftheCSEE文章编号:0258—8013(2000)l2—0007—04轴向迭片各向异性转子电机振荡及异步运行分析]一『Df8重,型堡T药Z'_———～——一l1ILu～(华中理工大学电力系,湖北省武汉市430074)STUDY0F0SCILLAT10NANDASYNCHR0N0US0PERAT10N0NALAR0T0RM0T0RGUCheng—hn,YIMinun(HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)ABSTRACT:AsanewypeofRSM(Re[uctanceSynchronousMachine)ALA(.Axially-LaminatedPmimtropic)mtorn'lotorhasbeend~elopedmpi~ysincethe90sExperimentalresearchonatwo-po[eprototypel~lotorshowsthatbothoscillationandasyrmhrortousoperationmayOCCUrFocusingontheseproblems,theoreticalresearchdrawsthatthesingle-axistoque,inducedintheironlaminationsaq-axiswhitethe~peedaxistoqueisdeducedAccordingly,thepmpesalsaimedtoimprovethemotor'sstructureanddynamicperformancesignificantlyfirementionedKEYWORDS:AIA(axlally-laminatedanisotmpic)rotor;RSM(reluctancesynchronousmachine);single—axistorque;oscillation摘要:轴向迭片各向异性ALA转子电机是90年代以来得到较快发展的1种新型磁阻同步电机.在实验研究中,发现二论分折与探讨,揭示出电机转子铁芯口轴导磁叠片中产生的单轴转矩"是造成这种现象的根本原固,并在简化分析基出了算倒,最后提出了改进电机结构的措施关键词振荡磁阻同步电机;单轴转矩中图分类号:TM352文献标识码:A1引言基主项且:教育部博士点专项基金项目(97048732)和湖北省自然科学基金项目(98J066)现代交流变速传动技术的发展,使得轴向叠片各向异性AI』A转子磁阻同步电机成为新型电机研相同,但转子由高导磁材料和非导磁绝缘材料的轴ALA转子电机有很高的凸极比(/L.),并具有高转矩密度,快速动态响应,低转矩咏动,低损耗,可靠而简单的控制系统等优点00J,较之传统电机,能更好地适应高品质交流变速传动的需要.磁阻电机的启动远较异步电机困难,历来是研究重点笔者对1台三相二极ALA转子电机的启动性能进行了全面的实验研究,发现电机在启动过扰动失步时产生的"单轴转矩"是导致异常现象的根本原因,并提出了改进电机结构的具体措施研究结果对于AIA转子电机结构的优化设计和动态性能的改善具有重要指导意义,亦有助于该类电机的实用化进程.2ALA转子电机的非同步运行现象首先介绍电机启动性能的实验研究结果,内容包括:50Hz三相电源直接启动,逆变器电源变频启动,三相交流发电机组变频启动,小转差法启动等.图1是记忆示波器拍摄的50Hz三相电源供电时,电机直接合闸启动后05s内的转速及相电流变化曲线;图2是恒压频比(u/f=const)开环控制V8中国电机工程第20卷电压型SPWM变频电源供电时[3】,启动后5s内转速,相电流的变化情况.图中曲线均用电压值定标,转速标尺34.55UminiV,电流标尺8A/V由图1可见,在工频电源直接启动方式下,电机不能进入同步运行,而在43×3455=1485r/rain(略小于112同步速)附近振荡.电源频率50Hz,相电压120V图1直接启动时的转速及电流曲线Fig.1Speedandcurrentduringline?startprOCeSs电源频率0-52Hz.相电压42～85v圉2变频启动时的转速及电流曲线图2显示,实验电机在变频启动过程中也存在一个"振荡区":在电源频率^低于临界值^(12Hz左右)时,电机可以跟随同步速运行;当r1高于_厂l而低于频率_厂2(2OHz左右)时,电机发生较为严重的失步振荡i而当_,1大于,2后,电机在略小于l_厂1<fl=60fl_厂l<fI<fz振荡(1)【_厂1>f2≈6O,l/2为了同变频电源供电情况相比较,实验中还用1台由直流电动机拖动的四极三相,6kVA自励同明,此时,二极ALA转子电机转速与四极发电机对应转速之间始终保持同步关系.最后,小转差法启动实验结果亦证实,AIA转子电机被相同极数的异步电动机拖动至准同步速后,可以自整步顺利进入同步稳定运行表1变频发电机组供电启动记录3电磁物理过程分析对于ALA转子磁阻同步电机,仅当定子旋转磁场与转子保持相对静止时才能产生有效平均磁阻转矩,电机才可能以同步速稳定运行.现在,电机中出现了振荡及异步运行现象,说明除正常磁阻转矩之由感应电流产生,它的...