同步电机之轴向式转子磁路结构

    轴向式转子磁路的代表结构是爪极式转子，如图8一8所示。爪极式转子通常由两个带爪的法兰盘和一个轴向充磁的圆环或圆柱形永磁体组成。两个带爪法兰盘的爪数相等（等于极数之半）。左右两个法兰盘对合，爪极互相错开，沿圆周均匀分布。永磁体夹在两个带爪法兰盘中间，一个法兰盘上的爪为N极，另一个法兰盘上的爪为S极，形成极性相异、相互错开的多极转子，法兰盘上的爪起极靴作用。图8一s所示为18极转子。

    为了避免磁分路，转轴应采用非磁性钢，如图8一9a所示。如果转轴上有非磁性材料（通常为黄铜）做的环，那么转轴可用磁性钢制造，如图8一外所示。在转子结构中还可以采用无轴孔的实心永磁体，转轴的左右两端焊接在法兰盘上，如图8一gc所示。

带爪的法兰盘通常用10号钢制造，或用钢板冲成，也可以采用粉末冶金直接压制成型。由干磁通轴向通过爪极，爪极的每一截面通过的磁通不相等，爪尖最小，爪根最多．因此爪极的截面积沿电机轴向是改变的，爪尖部分的截面积最小，爪根部分最大。

    由于电机的全部磁通（P对极）轴向穿过圆环形永磁体，圆环形的截面积很大，而圆环的轴向长度L 、即为永磁体的磁化方向长度hM，所以永磁体的长细比如／D 。较小，适宜于采用H ‘较大的永磁材料。为了减小电机的径向尺寸，改善永磁体的磁性能，提高电机的制造容量，可以采用双爪极（图8一gd）或三爪极（图8

ge）。爪极转子的优点：永磁体形状简单、磁性能好、磁化均匀、利用程度高；爪极的存在使气隙磁场稳定，不会发生不可逆畸变；交轴电枢反应在爪极中闭合，爪极之间的漏磁较大，直轴电枢反应对永磁体的去磁作用较小，永磁体具有较大的抗去磁能力。爪极系统具有良好的阻尼作用。故特别适用于极数较多或频率较高的中频发电机。爪极转子的缺点：爪极的结构复杂，制造困难费时；当发电机的转速较高或容量较大时，爪极所受的离心力很大，需要采用专门的紧固措施，并适当增大电机气隙；爪极和法兰盘所占转子体积的比例较大；与其他几种结构相比，电机质量增加，故不宜做成工频发电机；爪极中的脉动损耗较大，导致效率下降。

此外，永磁同步发电机的磁路结构还有飞轮式外转子磁路结构，应用于内燃机、汽车、拖拉机和摩托车中，作为照明电源或点火用永磁发电机；复合励磁磁路结构由永磁体提供基本励磁磁通，由电励磁提供补充励磁磁通，以进行电压调节；静止永磁体的磁路结构中，永磁体安装在机座上，励磁磁通经过附加气隙和转子后，在工作气隙中建立气隙磁场等。由于这些结构电机的工作原理和电磁计算方法与前述基本结构的电机相同，本书不再对其详细讨论。