坦克裝甲車無(wú)刷硅整流發(fā)電機(jī)的研制
耿榮茂 (北京長(zhǎng)辛店88352部隊(duì))
1電機(jī)總體設(shè)計(jì)方案及其特點(diǎn)
1．1總體設(shè)計(jì)方案及其特點(diǎn)
根據(jù)研制合同書(shū)要求，在不改變?cè)?kW發(fā)電機(jī)外徑尺寸、安裝和其它要求的前提下，把輸出容量提高到10kw。為達(dá)此目的，確定了挖掘發(fā)電機(jī)內(nèi)部可利用的空間潛力，加長(zhǎng)發(fā)電機(jī)電樞鐵心長(zhǎng)度，研制成交流同步發(fā)電機(jī)與整流器分置的總體設(shè)計(jì)方案，使新研制的10kw發(fā)電機(jī)可直接安裝幾種裝甲車輛以及它們的改進(jìn)型坦克上。
10kw交流同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
整流器部分的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
10kw發(fā)電機(jī)電氣線路圖如圖3所示。
從圖3可以看出，該發(fā)電機(jī)由主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器和整流器四部分組成。主發(fā)電機(jī)為三相同步發(fā)電機(jī)。勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子為電樞，電樞所產(chǎn)生的電勢(shì)經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流以后供
主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。電機(jī)中的勵(lì)磁機(jī)電樞、旋轉(zhuǎn)整流器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)工作
原理圖如圖4所示。
該發(fā)電機(jī)有三個(gè)特點(diǎn)，第一是電機(jī)中沒(méi)有電刷和滑環(huán)。第二是轉(zhuǎn)子采用雙爪極結(jié)構(gòu)。第三是整流器采用模塊式整流器件。  1．2試驗(yàn)結(jié)果
發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)初樣機(jī)和正樣機(jī)研制以后，按技術(shù)條件進(jìn)行了發(fā)電機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，性能全面達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。其中壽命試驗(yàn)在進(jìn)行500h試驗(yàn)后，絕緣電阻值仍為400～450MΩ。為了考核該電機(jī)達(dá)到的水平，按美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)壽命試驗(yàn)1000h的要求，又加做了500h試驗(yàn)。試驗(yàn)后電機(jī)性能參數(shù)沒(méi)有改變，絕緣電阻仍為400MΩ。充分顯示了無(wú)刷電機(jī)高可靠性特點(diǎn)。
1991年2月該電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行了350h的試驗(yàn)考核，接著又進(jìn)行了裝車試驗(yàn)，并按GJB298—87要求進(jìn)行了電氣系統(tǒng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，穩(wěn)態(tài)電壓、瞬態(tài)電壓等性能達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
10kW無(wú)刷硅整流發(fā)電機(jī)研制成功，對(duì)提高坦克裝甲車輛供電能力起到了重要的作用，填補(bǔ)了軍用車輛發(fā)電機(jī)容量系列的空擋。由于該發(fā)電機(jī)采用無(wú)刷勵(lì)磁和雙爪極結(jié)構(gòu)，大大提高了電機(jī)的可靠性、可維修性及耐久性，在國(guó)內(nèi)軍用車輛電機(jī)中屬首創(chuàng)，在國(guó)內(nèi)居****地位，達(dá)到了國(guó)際80年代同類產(chǎn)品水平。
2關(guān)鍵技術(shù)及其推廣應(yīng)用
2．1關(guān)鍵技術(shù)
2．1．1高性能無(wú)刷勵(lì)磁技術(shù)
根據(jù)該電機(jī)使用環(huán)境(100℃、有油污等)和技術(shù)要求而研制的旋轉(zhuǎn)整流結(jié)構(gòu)和勵(lì)磁機(jī)。在時(shí)間常數(shù)、短路比等方面保證了該電機(jī)在性能上達(dá)到了美標(biāo)MIL一STDl275—1986的動(dòng)態(tài)特性(尖峰、浪涌電壓)和穩(wěn)定電壓要求。電機(jī)壽命試驗(yàn)指標(biāo)為1000h，達(dá)到美標(biāo)MIL一G一62061B一1988的水平(國(guó)內(nèi)為500h)。填補(bǔ)了我國(guó)沒(méi)有無(wú)刷坦克發(fā)電機(jī)的空白。該無(wú)刷勵(lì)磁技術(shù)在車輛用發(fā)電機(jī)上有重要的推廣價(jià)值。
2．1．2雙爪極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
為解決發(fā)電機(jī)外形尺寸小而又要輸出功率大的矛盾，在國(guó)內(nèi)首次研制出雙爪極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，不僅克服了外形尺寸給設(shè)計(jì)造成的困難，而且加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子強(qiáng)度，改善了磁路分布。為長(zhǎng)徑比大、高轉(zhuǎn)速、需減小軸電流對(duì)軸承電腐蝕的同步電機(jī)設(shè)計(jì)提供了新技術(shù)。
2．1．3模塊式整流器件
模塊式整流器件是專為安裝空間小、要求散熱效果好的整流器而研制的，對(duì)低壓大電流整流器有重要推廣價(jià)值。
2．2無(wú)刷技術(shù)以及該電機(jī)的推廣應(yīng)用
10kw無(wú)刷硅整流發(fā)電機(jī)所采用的無(wú)刷勵(lì)磁技術(shù)和雙爪極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)�？沙惺芨咿D(zhuǎn)速(試驗(yàn)中按8000r／min考核)、高溫工作環(huán)境(按100考核)和狹窄工作空間等惡劣的工作條件。與國(guó)內(nèi)民品無(wú)刷電機(jī)比較，有獨(dú)到之處。在電機(jī)性能方面，由于實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷，避免了有刷電機(jī)因電刷接觸不良和電刷粉末造成的故障，提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。該電機(jī)的雙爪極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，為高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)徑比大、磁軛尺寸小的電機(jī)設(shè)計(jì)找到了新的解決辦法。
3軍用車輛無(wú)刷發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)以及坦克裝甲車輛發(fā)電機(jī)發(fā)展趨扭
3．1無(wú)刷發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
軍用車輛無(wú)刷發(fā)電機(jī)與有刷發(fā)電機(jī)比較，無(wú)刷電機(jī)體現(xiàn)了體積小、重量輕、效率高、電壓波形好、電磁干擾小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。這里特別應(yīng)當(dāng)指出的是電磁干擾問(wèn)題，隨著軍用車輛技術(shù)的發(fā)展，大量采用高性能、高電子化、高靈敏度的用電設(shè)備，對(duì)電源的供電質(zhì)量要求越來(lái)越高。由于有刷勵(lì)磁電壓波形突變太大，形成的 |
