坦克裝甲車無刷硅整流發電機的研制

耿榮茂  (北京長辛店88352部隊)

1電機總體設計方案及其特點

1．1總體設計方案及其特點

    根據研制合同書要求，在不改變原6kW發電機外徑尺寸、安裝和其它要求的前提下，把輸出容量提高到10kw。為達此目的，確定了挖掘發電機內部可利用的空間潛力，加長發電機電樞鐵心長度，研制成交流同步發電機與整流器分置的總體設計方案，使新研制的10kw發電機可直接安裝幾種裝甲車輛以及它們的改進型坦克上。

    10kw交流同步發電機結構如圖1所示。

整流器部分的結構如圖2所示。

10kw發電機電氣線路圖如圖3所示。

     從圖3可以看出，該發電機由主發電機、勵磁機、旋轉整流器和整流器四部分組成。主發電機為三相同步發電機。勵磁機的轉子為電樞，電樞所產生的電勢經旋轉整流以后供

主發電機勵磁。電機中的勵磁機電樞、旋轉整流器與發電機的轉子同軸旋轉。發電機工作

原理圖如圖4所示。

  該發電機有三個特點，第一是電機中沒有電刷和滑環。第二是轉子采用雙爪極結構。第三是整流器采用模塊式整流器件。

   1．2試驗結果

    發電機經過初樣機和正樣機研制以后，按技術條件進行了發電機臺架試驗，性能全面達到了設計要求。其中壽命試驗在進行500h試驗后，絕緣電阻值仍為400～450MΩ。為了考核該電機達到的水平，按美國軍用標準壽命試驗1000h的要求，又加做了500h試驗。試驗后電機性能參數沒有改變，絕緣電阻仍為400MΩ。充分顯示了無刷電機高可靠性特點。

    1991年2月該電機在發動機臺架上進行了350h的試驗考核，接著又進行了裝車試驗，并按GJB298—87要求進行了電氣系統試驗，試驗結果表明，穩態電壓、瞬態電壓等性能達到了標準規定的要求。

10kW無刷硅整流發電機研制成功，對提高坦克裝甲車輛供電能力起到了重要的作用，填補了軍用車輛發電機容量系列的空擋。由于該發電機采用無刷勵磁和雙爪極結構，大大提高了電機的可靠性、可維修性及耐久性，在國內軍用車輛電機中屬首創，在國內居****地位，達到了國際80年代同類產品水平。

2關鍵技術及其推廣應用

2．1關鍵技術

2．1．1高性能無刷勵磁技術

    根據該電機使用環境(100℃、有油污等)和技術要求而研制的旋轉整流結構和勵磁機。在時間常數、短路比等方面保證了該電機在性能上達到了美標MIL一STDl275—1986的動態特性(尖峰、浪涌電壓)和穩定電壓要求。電機壽命試驗指標為1000h，達到美標MIL一G一62061B一1988的水平(國內為500h)。填補了我國沒有無刷坦克發電機的空白。該無刷勵磁技術在車輛用發電機上有重要的推廣價值。

2．1．2雙爪極轉子結構

    為解決發電機外形尺寸小而又要輸出功率大的矛盾，在國內首次研制出雙爪極轉子結構，不僅克服了外形尺寸給設計造成的困難，而且加強了轉子強度，改善了磁路分布。為長徑比大、高轉速、需減小軸電流對軸承電腐蝕的同步電機設計提供了新技術。

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，對低壓大電流整流器有重要推廣價值。

2．2無刷技術以及該電機的推廣應用

    10kw無刷硅整流發電機所采用的無刷勵磁技術和雙爪極轉子結構。可承受高轉速(試驗中按8000r／min考核)、高溫工作環境(按100考核)和狹窄工作空間等惡劣的工作條件。與國內民品無刷電機比較，有獨到之處。在電機性能方面，由于實現了無刷，避免了有刷電機因電刷接觸不良和電刷粉末造成的故障，提高了電機運行的可靠性。該電機的雙爪極轉子結構，為高轉速、長徑比大、磁軛尺寸小的電機設計找到了新的解決辦法。

3軍用車輛無刷發電機的優點以及坦克裝甲車輛發電機發展趨扭

3．1無刷發電機的優點

    軍用車輛無刷發電機與有刷發電機比較，無刷電機體現了體積小、重量輕、效率高、電壓波形好、電磁干擾小、可靠性高等優點。這里特別應當指出的是電磁干擾問題，隨著軍用車輛技術的發展，大量采用高性能、高電子化、高靈敏度的用電設備，對電源的供電質量要求越來越高。由于有刷勵磁電壓波形突變太大，形成的