ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性研究.pdf

1、軸向疊片各向異性(ALA)轉(zhuǎn)子電機(jī)是現(xiàn)代高品質(zhì)交流變速傳動(dòng)發(fā)展的產(chǎn)物，其獨(dú)特的轉(zhuǎn)子軸向疊片結(jié)構(gòu)使之具有很高的凸極比。與傳統(tǒng)電機(jī)比較，具有高轉(zhuǎn)矩密度、高功率因數(shù)、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)、低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、低損耗、可靠而簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，在變速傳動(dòng)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文從傳統(tǒng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀出發(fā)，介紹了課題的提出和實(shí)際意義，并對(duì)ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作原理、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了全面介紹。針對(duì)兩極ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)在逆變器供電變速驅(qū)動(dòng)過程中

2、出現(xiàn)的低速振蕩直至異步運(yùn)行的現(xiàn)象，本文提出復(fù)合式ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的概念，并對(duì)這種電機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)、穩(wěn)態(tài)性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析。同時(shí)，對(duì)比了變頻器和變頻發(fā)電機(jī)組供電下電機(jī)的空載起動(dòng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了最初的設(shè)計(jì)思想，復(fù)合式ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的空載起動(dòng)能力有了明顯提高。借助永磁同步轉(zhuǎn)矩，電機(jī)不僅能夠克服起動(dòng)過程中的振蕩問題，最終自行進(jìn)入穩(wěn)定同步運(yùn)行，而且展示出良好的快速起動(dòng)性能。在對(duì)電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電

3、動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能進(jìn)行深入研究后，本文進(jìn)一步提出了借鑒步進(jìn)電動(dòng)機(jī)消除“低頻振蕩”的方法，通過加裝機(jī)械慣性阻尼器來提高ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)空載起動(dòng)能力這一設(shè)想。對(duì)ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)阻尼特性進(jìn)行的小擾動(dòng)分析，為這一方案提供了理論依據(jù)。針對(duì)兩極ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)、復(fù)合式ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)和四極ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)進(jìn)行的一系列起動(dòng)和負(fù)載實(shí)驗(yàn)表明，加裝機(jī)械慣性阻尼器是提高ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)在變頻器供電下開環(huán)運(yùn)行穩(wěn)定性的有效手段。本文還從閉環(huán)控制角度出發(fā)，對(duì)ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的直接轉(zhuǎn)