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振荡筛设备盘式电机的相关研究

振荡筛设备的多盘结构的盘式电机由多个定子和转子交错排列而成,即为多个盘式电机的轴向叠加,为多气隙结构电机。由于多盘式电机为多个定、转子在轴向上的叠加,因而可以很容易的实现较小半径条件的下大功率、大转矩输出。根据结构的不同,多盘式结构可以分为外转子(TORUS)结构和内转子(AFIR)结构。当盘式电机由n个定子和n+1个转子组成时,该电机就是多盘式TORUS结构(若n=l,该电机就是TORUS盘式电机)。同理当盘式电机由n+1个定子和n个转子组成,则该电机为多盘式AFIR结构(若n=l,该电机就是AHR盘式电机)。由于TORUS盘式电机相对更优越,目前振荡筛设备使用较普遍的多盘式电机为外转子结构。

    综上所述,振荡筛设备的双外转子单定子无铁芯结构的盘式永磁电机具有许多独特的优点:(1)电机体积小,结构简单紧凑;(2)转动惯量大,转动平稳,适合于低转速大转矩的风力发电;(3)容易扩展为多盘式机构;(4)无齿槽转矩,启动力矩小,适合于微风发电;(5)采用高性能的永磁材料励磁,且无定子铁耗,电机效率高,功率密度大;(6)电机的外转子可与风机的风轮连接为一体,简化了系统结构,适合于垂直轴风力发电机。在盘式电机制作过程中,定子盘的制作十分关键。由于定子盘为环氧树脂饶注而成,若加工不精,容易发生与上下转子摩擦的现象。为此作者专门为振荡筛设备制作了一套线圈绕制模具及绕注模具。

    振荡筛设备的电机为外转子盘式电机,尽管电机的气隙较大(样机的单边气隙1mm),但是由于定子盘为无铁芯结构,仅用树脂绕注而成,其强度上相对娃钢片结构而言还是较差,电机还是容易出现扫堂现象。所以电机转子盘应严格按照尺寸加工,保证加工精度。盘式电机的永磁体直接粘接在背铁上,没有其他材料对其进行固定,因此粘接剂的选取必须要合适。本文选取的永磁体粘接结构胶具有固化快速、耐剥离和冲击强度高等特点,试验中未出现永磁铁脱落现象。由于用磁铁间存在相互作用力,永磁体的安装定位比较困难,为此专门设计了永磁体的定位卡盘。为避免漏磁,定位卡盘应用非导磁材料制作。定位卡盘的厚度为2mm。由于永磁体性能较好,相互间作用力很大,碰撞在一块会造成永磁体破碎,还易伤到自己,因此在安装振荡筛设备的电机的过程中应十分小心。

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