同步電機之軸向式轉子磁路結構

    軸向式轉子磁路的代表結構是爪極式轉子，如圖8一8所示。爪極式轉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、相互錯開的多極轉子，法蘭盤上的爪起極靴作用。圖8一s所示為18極轉子。

    為了避免磁分路，轉軸應采用非磁性鋼，如圖8一9a所示。如果轉軸上有非磁性材料（通常為黃銅）做的環(huán)，那么轉軸可用磁性鋼制造，如圖8一外所示。在轉子結構中還可以采用無軸孔的實心永磁體，轉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；交軸電樞反應在爪極中閉合，爪極之間的漏磁較大，直軸電樞反應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。爪極轉子的缺點：爪極的結構復雜，制造困難費時；當發(fā)電機的轉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，并適當增大電機氣隙；爪極和法蘭盤所占轉子體積的比例較大；與其他幾種結構相比，電機質量增加，故不宜做成工頻發(fā)電機；爪極中的脈動損耗較大，導致效率下降。

此外，永磁同步發(fā)電機的磁路結構還有飛輪式外轉子磁路結構，應用于內燃機、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；復合勵磁磁路結構由永磁體提供基本勵磁磁通，由電勵磁提供補充勵磁磁通，以進行電壓調節(jié)；靜止永磁體的磁路結構中，永磁體安裝在機座上，勵磁磁通經過附加氣隙和轉子后，在工作氣隙中建立氣隙磁場等。由于這些結構電機的工作原理和電磁計算方法與前述基本結構的電機相同，本書不再對其詳細討論。