同步電機(jī)之軸向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)

    軸向式轉(zhuǎn)子磁路的代表結(jié)構(gòu)是爪極式轉(zhuǎn)子，如圖8一8所示。爪極式轉(zhuǎn)子通常由兩個(gè)帶爪的法蘭盤(pán)和一個(gè)軸向充磁的圓環(huán)或圓柱形永磁體組成。兩個(gè)帶爪法蘭盤(pán)的爪數(shù)相等（等于極數(shù)之半）。左右兩個(gè)法蘭盤(pán)對(duì)合，爪極互相錯(cuò)開(kāi)，沿圓周均勻分布。永磁體夾在兩個(gè)帶爪法蘭盤(pán)中間，一個(gè)法蘭盤(pán)上的爪為N極，另一個(gè)法蘭盤(pán)上的爪為S極，形成極性相異、相互錯(cuò)開(kāi)的多極轉(zhuǎn)子，法蘭盤(pán)上的爪起極靴作用。圖8一s所示為18極轉(zhuǎn)子。

    為了避免磁分路，轉(zhuǎn)軸應(yīng)采用非磁性鋼，如圖8一9a所示。如果轉(zhuǎn)軸上有非磁性材料（通常為黃銅）做的環(huán)，那么轉(zhuǎn)軸可用磁性鋼制造，如圖8一外所示。在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中還可以采用無(wú)軸孔的實(shí)心永磁體，轉(zhuǎn)軸的左右兩端焊接在法蘭盤(pán)上，如圖8一gc所示。

帶爪的法蘭盤(pán)通常用10號(hào)鋼制造，或用鋼板沖成，也可以采用粉末冶金直接壓制成型。由干磁通軸向通過(guò)爪極，爪極的每一截面通過(guò)的磁通不相等，爪尖最小，爪根最多．因此爪極的截面積沿電機(jī)軸向是改變的，爪尖部分的截面積最小，爪根部分最大。

    由于電機(jī)的全部磁通（P對(duì)極）軸向穿過(guò)圓環(huán)形永磁體，圓環(huán)形的截面積很大，而圓環(huán)的軸向長(zhǎng)度L 、即為永磁體的磁化方向長(zhǎng)度hM，所以永磁體的長(zhǎng)細(xì)比如／D 。較小，適宜于采用H ‘較大的永磁材料。為了減小電機(jī)的徑向尺寸，改善永磁體的磁性能，提高電機(jī)的制造容量，可以采用雙爪極（圖8一gd）或三爪極（圖8

ge）。爪極轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)：永磁體形狀簡(jiǎn)單、磁性能好、磁化均勻、利用程度高；爪極的存在使氣隙磁場(chǎng)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生不可逆畸變；交軸電樞反應(yīng)在爪極中閉合，爪極之間的漏磁較大，直軸電樞反應(yīng)對(duì)永磁體的去磁作用較小，永磁體具有較大的抗去磁能力。爪極系統(tǒng)具有良好的阻尼作用。故特別適用于極數(shù)較多或頻率較高的中頻發(fā)電機(jī)。爪極轉(zhuǎn)子的缺點(diǎn)：爪極的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難費(fèi)時(shí)；當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高或容量較大時(shí)，爪極所受的離心力很大，需要采用專(zhuān)門(mén)的緊固措施，并適當(dāng)增大電機(jī)氣隙；爪極和法蘭盤(pán)所占轉(zhuǎn)子體積的比例較大；與其他幾種結(jié)構(gòu)相比，電機(jī)質(zhì)量增加，故不宜做成工頻發(fā)電機(jī)；爪極中的脈動(dòng)損耗較大，導(dǎo)致效率下降。

此外，永磁同步發(fā)電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)還有飛輪式外轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、汽車(chē)、拖拉機(jī)和摩托車(chē)中，作為照明電源或點(diǎn)火用永磁發(fā)電機(jī)；復(fù)合勵(lì)磁磁路結(jié)構(gòu)由永磁體提供基本勵(lì)磁磁通，由電勵(lì)磁提供補(bǔ)充勵(lì)磁磁通，以進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)；靜止永磁體的磁路結(jié)構(gòu)中，永磁體安裝在機(jī)座上，勵(lì)磁磁通經(jīng)過(guò)附加氣隙和轉(zhuǎn)子后，在工作氣隙中建立氣隙磁場(chǎng)等。由于這些結(jié)構(gòu)電機(jī)的工作原理和電磁計(jì)算方法與前述基本結(jié)構(gòu)的電機(jī)相同，本書(shū)不再對(duì)其詳細(xì)討論。