模塊化力矩電機的第一套試驗段,只制造六塊定子。
對應完整圓周的四分之一。
轉子則采用與正式結構相同半徑的弧形磁鋼。
試驗目標不是達到兩萬牛米。
而是測量模塊接縫對扭矩波動的影響。
第一版定子采用平直邊緣。
兩塊模塊之間保留三毫米安裝間隙。
通電後,弧形轉子緩慢移動。
只要磁鋼經過模塊連接處,輸出力便明顯下降。
扭矩波動達到百分之七點二。
比舊樣機還高。
“把接縫縮小到一毫米?”
北川電機工程師提出方案。
“安裝誤差和熱膨脹無法保證。”
林浩說道,“二十四塊定子全部工作以後,線圈溫度會升高。”
“間隙太小,模塊可能互相擠壓。”
“那就讓接縫不要同時出現。”
周野將原本平直的模塊邊緣改成斜向。
相鄰兩塊定子呈交錯拼接。
轉子磁鋼經過連接區域時,不會同時離開整條磁極作用範圍。
第二版試驗段制造完成。
扭矩波動下降到百分之三點八。
仍然高于一點五的目標。
趙啟明觀察磁場分布後說道︰“機械接縫只有一個。”
“電磁接縫卻可以錯開。”
“線圈邊緣不必與定子鐵芯邊緣重合。”
第三版結構中,定子鐵芯按照斜向交錯。
線圈位置則向兩側延伸。
兩種接縫分散到不同角度。
扭矩波動下降到百分之二點四。
繼續優化磁極寬度後,最低達到百分之一點九。
再往下,單純依靠機械結構已經很難改善。
“剩下的用控制補償。”
林浩在六組定子上安裝獨立電流傳感器。
當轉子進入模塊接縫區域時,相鄰線圈電流提前增加。
離開接縫以後,電流緩慢恢復。
不是所有定子始終使用相同電流。
而是根據轉子角度,對每一組模塊進行微調。
第四版測試。
百分之一點七。
百分之一點四。
經過十一輪參數調整,扭矩波動最終降到百分之一點一。
達到要求。
可電流補償也產生了新問題。
接縫附近線圈負載更高。
連續運行以後,這幾組線圈溫度比其他模塊高六度。
如果溫度差繼續積累,b軸仍會產生熱變形。
“每個定子獨立冷卻,本來就是我們的優勢。”
宋守義重新設計冷卻歧管。
二十四個模塊不再串聯。
主冷卻液進入環形總管。
再同時進入二十四條等長支路。
每個出口安裝溫度和流量傳感器。
控制器根據線圈實際發熱量,調節對應支路流量。
補償電流增加,冷卻流量也同步增加。
第六小時連續測試結束。
六組定子最大溫差,從六度下降到一點八度。
模型換算到完整圓周,預計溫差不超過二點六度。
【模塊化力矩電機試驗段完成】
【定子模塊數量︰6】
【扭矩波動︰1.1%】
【模塊最大溫差︰1.8攝氏度】
【連續運行時間︰6小時】
【設計完成度提升至86%】
試驗段成功後,完整二十四模塊電機正式制造。
定子鐵芯由國內電工鋼片疊壓。
線圈采用扁銅線繞制。
每組線圈單獨浸漆、固化和絕緣檢測。
轉子磁鋼被分成四十八塊弧形單元。
任何一塊出現損壞,都可以獨立更換。
第一階段資金開始快速消耗。
電機材料與制造,一百八十萬元。
大型回轉軸承修復,九十萬元。
冷卻與測試系統,一百二十萬元。
驅動和控制模塊,兩百三十萬元。
加上人員、場地和其他試驗費用,項目第一個月已經投入近七百萬元。
但每一筆錢,都對應一個能夠驗證的部件。
完整電機裝入一號樣機主體鑄件時,十一年自然時效的價值開始體現。
b軸軸承安裝面圓度只需輕微修整。
整體基準沒有明顯變化。
如果重新制造同等尺寸鑄件,僅時效和穩定處理就可能需要一年以上。
這套曾經被當成失敗品放進倉庫的外殼,反而成了最穩定的試驗基礎。
二十四組定子完成安裝。
四十八塊磁鋼進入轉子。
氣隙調整到一點五毫米。
二十四套冷卻支路接通。
十二組驅動模塊與控制器建立通信。
低壓通電測試開始。
b軸第一次轉動一度。
五度。
十五度。
完整圓周旋轉。
沒有擦踫。
沒有異常電流。
隨後進入扭矩試驗。
五千牛米。
一萬牛米。
一萬五千牛米。
達到連續設計值。
保持兩小時,線圈最高溫度六十三點七攝氏度。
圓周最大溫差二點四度。
峰值測試繼續。
一萬八千牛米。
兩萬牛米。
兩萬兩千牛米。
最終峰值輸出,兩萬二千四百牛米。
超過項目目標百分之十二。
【國產模塊化重型力矩電機制造完成】
【峰值輸出扭矩︰牛米】
【連續輸出扭矩︰牛米】
【額定扭矩波動︰1.2%】
【圓周最大溫差︰2.4攝氏度】
【模塊國產化比例︰96%】
【第一階段核心驅動目標完成】
【獎勵重構點︰2000】
【當前重構點︰】
b軸終于擁有屬于自己的動力。
可當項目組把主軸系統裝入銑頭,進行高速試驗時,新的問題出現了。
主軸從零轉提升到四千轉。
運行二十分鐘。
刀具錐孔向外伸長零點零九毫米。
運行一小時。
熱伸長達到零點一九毫米。
項目要求的最大熱伸長,只有零點零二毫米。
扭矩問題解決了。
主軸卻像一根受熱膨脹的鋼尺,越轉越長。
……