新型式粒子电机的试验研讨

　　起动性能实验3.150Hz三相电源直接起动实验线路图如所示，实验中ALA转子电机带动直流测速发电机一起转动。其中ALA转子电机定子三相绕组为“Y”形接法，相电流取样电阻(r=0.125)串接于定子一相绕组中。直流测速发电机输出的每伏电压对应着的转速大小为34.55r/min.

　　50Hz工频电源供电ALA转子电机起动实验线路图显示的是由记忆示波器拍摄的直接合闸后0.5s时间段内实验电机相电流、转速的变化曲线。在这种起动方式下，电机不能进入同步速运行，而在1450r/min(接近于1/2同步速，即1500r/min)处振荡，振荡幅度较大。

　　变频电源供电起动实验样机使用的电压型变频电源是一个开环控制系统，设计为恒频压比U/f=常数控制，输出SPWM调制波，它具有使电机加、减速及复位的功能。在起动过程中，将电源的频率从零逐步增加到预定频率，转子转速也随之而逐步升高。实验线路同相似，不同的只是将中的调压器换作单相50Hz市电输入、三相输出的变频电源。

　　显示当电源输出频率为零时，电机复位，转速为零;随着电源频率逐渐升高，电机转速同步提升(其范围在0～12Hz);当电源频率继续升高超过一定值后(大约为12Hz)，电机失去与电源频率之间的同步关系，剧烈振荡并失步，在略小于1/2同步速处振荡运行：当电源输出频率超过20Hz后，电机振荡幅度减小，但转速始终被钳制在1/2同步速附近。

　　实验总结通过以上实验可知，ALA转子电机在恒频电源或变频电源供电起动过程中存在一个“振荡区”：当电源频率f低于临界值f1c(12Hz左右)时，电机可直接起动以同步速运行;当f高于临界值f1c而低于频率f2c(20Hz左右)时，电机在接近1/2同步速上下剧烈振荡运行：而当f高于振荡区频率上限f2c后，电机在略小于l/2同步速处小幅振荡运行。即ff2c，n≈1260f(1)不过，当变频发电机组供电或小转差法起动时，不会产生上述振荡和异步运行现象。

　　实验表明，ALA转子电机具有一定的直接起动能力，但起动性能受到电源波形、容量及调频方式的严重影响，并在一定频率区间出现振荡及异步运行现象。理论分析揭示，电机非稳态振荡时在转子q轴方向导磁叠片上产生的“单轴转矩”是造成电机异步运行的根本原因。而对电机同步运行时*大电磁功率的估算结果说明，虽然两极实验样机起动中还存在一些问题，但在额定运行状态下仍希望具有高过载倍数、高转矩密度、低损耗等预期的优异性能。

　　综合实验研究结果，可以初步认定提高电机动态性能的措施有：(1)对两极转子铁心外侧叠片沿轴向分段或打上槽口，以避免转子导电回路的产生;(2)提高变频电源容量，并改善输出频率变化的连续性，同时减小电源中的谐波含量;(3)引入电流、速度反馈，并对电机实行矢量控制，这将使ALA转子电机的优异性能得到*大限度的发挥。