我们选用前一种无刷励磁机形式。这主要是出于该电机属试制阶段,此种形式无刷励磁机定子可做成钢板加工磁极结构,较之绕线式感应发电机定子做成冲片结构的成本低。这样,若试制不成,也不会造成报废模具的较大浪费。
电磁计算电磁方案的研究重点主要落在同步电机主极与旋转整流盘,旋转整流盘与无刷励磁机的接口,无刷励磁机电磁计算。为同步电机无刷励磁原理图:无刷励磁机的性质为小型三相转枢式凸极同步发电机,具有半闭口槽、散线线圈、磁极线圈分两个线包结构特点。电磁计算程序主要是在普通凸极同步发电机电磁计算程序的基础上考虑到这些特点开发的。
满足同步电机励磁的励磁电压、励磁电流由旋转整流盘输出端提供。旋转整流盘所需的三相交流电压、电流是励磁机输出的电压、电流。
首先,根据同步电机励磁的电压、电流初算励磁机参数:功率、电压、功率因数、电流、频率。初算励磁机的参数有两套公式,根据最终选定的晶闸管而不同:一种器件为螺栓形,适用于100A以下工况;另一种器件为平板形,适用于100A以上大电流。
根据电磁计算结果,可以确定结构设计的核心部分的尺寸。并将以上两组数据提供给电子设备厂就可以订购旋转整流盘了。结构设计无刷励磁机结构主要分为四大部分:定子、转子、旋转整流盘、外罩。
定子包括:定子铁心、磁极线圈、固定夹及热胀型材料等。定子铁心由两块110mm厚钢板在厚度方向开坡口焊接而成,并用数控切割,割出16个磁极。磁极的极靴与极身的宽度一致,以确保磁极线圈可以直接套入。
转子包括:电枢铁心、转子支架、线圈支架、电枢线圈等。电枢铁心冲片为整圆硅钢片,内圆带有键槽。转子支架轮毂一端与主电机轴固定,支架8根放射布置的筋的另一端与旋转整流器间隙配合,并以8个螺栓固定。转子支架8根筋的外表面与电枢冲片内圆过盈配合,其中1根筋上加工有平键槽,嵌入的平键与电枢铁心内圆键槽配合。这样,从主电机轴传递过来的转矩就可以通过转子支架传到励磁机转子并带动旋转整流器一块旋转。