同步電機之軸向式轉(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)子通常由兩個帶爪的法蘭盤和一個軸向充磁的圓環(huán)或圓柱形永磁體組成。兩個帶爪法蘭盤的爪數(shù)相等（等于極數(shù)之半）。左右兩個法蘭盤對合，爪極互相錯開，沿圓周均勻分布。永磁體夾在兩個帶爪法蘭盤中間，一個法蘭盤上的爪為N極，另一個法蘭盤上的爪為S極，形成極性相異、相互錯開的多極轉(zhuǎn)子，法蘭盤上的爪起極靴作用。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)中還可以采用無軸孔的實心永磁體，轉(zhuǎn)軸的左右兩端焊接在法蘭盤上，如圖8一gc所示。

帶爪的法蘭盤通常用10號鋼制造，或用鋼板沖成，也可以采用粉末冶金直接壓制成型。由干磁通軸向通過爪極，爪極的每一截面通過的磁通不相等，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。

    由于電機的全部磁通（P對極）軸向穿過圓環(huán)形永磁體，圓環(huán)形的截面積很大，而圓環(huán)的軸向長度L 、即為永磁體的磁化方向長度hM，所以永磁體的長細(xì)比如／D 。較小，適宜于采用H ‘較大的永磁材料。為了減小電機的徑向尺寸，改善永磁體的磁性能，提高電機的制造容量，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：永磁體形狀簡單、磁性能好、磁化均勻、利用程度高；爪極的存在使氣隙磁場穩(wěn)定，不會發(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。爪極轉(zhuǎn)子的缺點：爪極的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難費時；當(dāng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速較高或容量較大時，爪極所受的離心力很大，需要采用專門的緊固措施，并適當(dāng)增大電機氣隙；爪極和法蘭盤所占轉(zhuǎn)子體積的比例較大；與其他幾種結(jié)構(gòu)相比，電機質(zhì)量增加，故不宜做成工頻發(fā)電機；爪極中的脈動損耗較大，導(dǎo)致效率下降。

此外，永磁同步發(fā)電機的磁路結(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、汽車、拖拉機和摩托車中，作為照明電源或點火用永磁發(fā)電機；復(fù)合勵磁磁路結(jié)構(gòu)由永磁體提供基本勵磁磁通，由電勵磁提供補充勵磁磁通，以進行電壓調(diào)節(jié)；靜止永磁體的磁路結(jié)構(gòu)中，永磁體安裝在機座上，勵磁磁通經(jīng)過附加氣隙和轉(zhuǎn)子后，在工作氣隙中建立氣隙磁場等。由于這些結(jié)構(gòu)電機的工作原理和電磁計算方法與前述基本結(jié)構(gòu)的電機相同，本書不再對其詳細(xì)討論。