坦克装甲车无刷硅整流发电机的研制

耿荣茂  (北京长辛店88352部队)

1电机总体设计方案及其特点

1．1总体设计方案及其特点

    根据研制合同书要求，在不改变原6kW发电机外径尺寸、安装和其它要求的前提下，把输出容量提高到10kw。为达此目的，确定了挖掘发电机内部可利用的空间潜力，加长发电机电枢铁心长度，研制成交流同步发电机与整流器分置的总体设计方案，使新研制的10kw发电机可直接安装几种装甲车辆以及它们的改进型坦克上。

    10kw交流同步发电机结构如图1所示。

整流器部分的结构如图2所示。

10kw发电机电气线路图如图3所示。

     从图3可以看出，该发电机由主发电机、励磁机、旋转整流器和整流器四部分组成。主发电机为三相同步发电机。励磁机的转子为电枢，电枢所产生的电势经旋转整流以后供

主发电机励磁。电机中的励磁机电枢、旋转整流器与发电机的转子同轴旋转。发电机工作

原理图如图4所示。

  该发电机有三个特点，第一是电机中没有电刷和滑环。第二是转子采用双爪极结构。第三是整流器采用模块式整流器件。

   1．2试验结果

    发电机经过初样机和正样机研制以后，按技术条件进行了发电机台架试验，性能全面达到了设计要求。其中寿命试验在进行500h试验后，绝缘电阻值仍为400～450MΩ。为了考核该电机达到的水平，按美国军用标准寿命试验1000h的要求，又加做了500h试验。试验后电机性能参数没有改变，绝缘电阻仍为400MΩ。充分显示了无刷电机高可靠性特点。

    1991年2月该电机在发动机台架上进行了350h的试验考核，接着又进行了装车试验，并按GJB298—87要求进行了电气系统试验，试验结果表明，稳态电压、瞬态电压等性能达到了标准规定的要求。

10kW无刷硅整流发电机研制成功，对提高坦克装甲车辆供电能力起到了重要的作用，填补了军用车辆发电机容量系列的空挡。由于该发电机采用无刷励磁和双爪极结构，大大提高了电机的可靠性、可维修性及耐久性，在国内军用车辆电机中属首创，在国内居****地位，达到了国际80年代同类产品水平。

2关键技术及其推广应用

2．1关键技术

2．1．1高性能无刷励磁技术

    根据该电机使用环境(100℃、有油污等)和技术要求而研制的旋转整流结构和励磁机。在时间常数、短路比等方面保证了该电机在性能上达到了美标MIL一STDl275—1986的动态特性(尖峰、浪涌电压)和稳定电压要求。电机寿命试验指标为1000h，达到美标MIL一G一62061B一1988的水平(国内为500h)。填补了我国没有无刷坦克发电机的空白。该无刷励磁技术在车辆用发电机上有重要的推广价值。

2．1．2双爪极转子结构

    为解决发电机外形尺寸小而又要输出功率大的矛盾，在国内首次研制出双爪极转子结构，不仅克服了外形尺寸给设计造成的困难，而且加强了转子强度，改善了磁路分布。为长径比大、高转速、需减小轴电流对轴承电腐蚀的同步电机设计提供了新技术。

2．1．3模块式整流器件

  模块式整流器件是专为安装空间小、要求散热效果好的整流器而研制的，对低压大电流整流器有重要推广价值。

2．2无刷技术以及该电机的推广应用

    10kw无刷硅整流发电机所采用的无刷励磁技术和双爪极转子结构。可承受高转速(试验中按8000r／min考核)、高温工作环境(按100考核)和狭窄工作空间等恶劣的工作条件。与国内民品无刷电机比较，有独到之处。在电机性能方面，由于实现了无刷，避免了有刷电机因电刷接触不良和电刷粉末造成的故障，提高了电机运行的可靠性。该电机的双爪极转子结构，为高转速、长径比大、磁轭尺寸小的电机设计找到了新的解决办法。

3军用车辆无刷发电机的优点以及坦克装甲车辆发电机发展趋扭

3．1无刷发电机的优点

    军用车辆无刷发电机与有刷发电机比较，无刷电机体现了体积小、重量轻、效率高、电压波形好、电磁干扰小、可靠性高等优点。这里特别应当指出的是电磁干扰问题，随着军用车辆技术的发展，大量采用高性能、高电子化、高灵敏度的用电设备，对电源的供电质量要求越来越高。由于有刷励磁电压波形突变太大，形成的