正如孙干事所言,西安电机厂的强项和主业,确实集中在几十千瓦到数千千瓦的“大块头”工业电机上。
庞大的规模、扎实的工艺、力量感的制造场景,与刚才精密却略带挣扎的脉冲电机生产线形成了鲜明对比。
当吕辰再次问及小型化、高转速、超高精度电机时,孙干事将他们带到了特种电机试制车间。
技术员老陈接待了他们。
听完吕辰对高性能微型电机几万转以上、精密控制、长寿命的描述,老陈的眉头立刻皱成了疙瘩。
他拿起一个八千转的微型异步电机样品:“就这个,再往上提,轴承发热、转子动平衡、离心力导致的机械变形都是大问题。寿命?高速跑几百小时,性能就衰退。”
他指着简易动平衡机,摇了摇头,“高精度?材料、加工、控制电路……方方面面都受限。不是我们不想做,是现有的底子支撑不了。摩擦、发热、振动、磨损,这些坎儿,不是光靠想就能迈过去的。”
吕辰三人交换了一个眼神,都能看到彼此眼中的失望。
看来,在民用工业体系内,短时间内很难找到能满足未来更高需求的现成技术。
就在他们准备告辞时,老陈却犹豫了一下,露出几分不好意思的期盼神情:“几位同志,既然你们是搞高精尖控制的……我这儿有个自己瞎琢磨的难题,卡在控制电路上好几年了,能不能……请你们给指点指点?”
他的语气近乎恳求,眼神里闪烁着不甘的光芒。
“哦?什么难题?陈师傅不妨说来听听。”宋颜教授停下脚步。
老陈振奋起来:“几位请跟我来,在里间,是个实验模型,见不得人,就是我自己瞎琢磨的。”
他领着三人穿过车间,来到最里面的小工作间。
工作间很杂乱,堆满了各种废弃的零件、绕了一半的线圈、手绘的草图、以及一盒盒磁铁。
工作台中央,被台灯照亮的地方,摆放着一个奇怪的装置。
它被小心地固定在一个有机玻璃底座上。
首先映入眼帘的,是一个银白色、大约一元硬币大小的金属圆盘,厚度不过几毫米。
圆盘表面蚀刻出极其精细的花瓣形放射状沟槽,密密麻麻,肉眼粗略估计有几十个“花瓣”。
仔细看,每个“花瓣”状的沟槽里,都紧密地排列着比头发丝还细的漆包铜线,构成了精密的绕组图案。
绕组的走线异常复杂,显然经过精心设计,这应该是定子。
而在定子上方大约一毫米的空中,悬浮着一个更小的圆柱体,转子。
转子呈陀螺状,中间略鼓,两端稍尖,表面是暗沉的金黑色,像是某种金属。
它就那么静静地、稳稳地悬停在定子上方,没有任何物理接触。
“这……这是悬浮的?”谢凯瞪大了眼睛,几乎以为自己眼花了。
老陈的脸上焕发出一种近乎神圣的光彩,他小心地接通旁边的电源,调节了几个粗糙的旋钮。
只听一阵轻微的、高频的“嗡”声响起,极其微弱。
那枚悬浮的陀螺状转子,竟然开始缓缓旋转起来!
起初很慢,然后逐渐加速,越来越快,很快变成一片模糊的金黑色虚影。
但它始终稳稳地保持在定子上方那个位置,没有丝毫下坠或偏移的迹象。
“我的老天……”宋颜教授倒吸一口凉气,凑到最近处,死死盯着那旋转的虚影和下方精密的定子绕组。
吕辰只觉得头皮一阵发麻,心脏剧烈地跳动起来。
无刷直流电机?平面电机?磁悬浮电机?在这个年代,竟然有人用手工的方式,做出了这样一个原理验证模型!
“怎么做到的?”吕辰的声音有些干涩。
老陈激动地解释,语速很快:“原理其实……其实说起来也简单。定子绕组做成特殊的分布,通电后产生旋转磁场。转子是永磁体,跟着磁场转。关键是悬浮!”
他指着定子绕组图案:“我把绕组分成好几组,不光产生旋转的力矩,还同时产生一个向上的、托举的力。通过调节各组绕组的电流大小和相位,理论上就能让转子既转起来,又不掉下去。”
“但问题就出在这个‘调节’上!”老陈的语气转为苦恼,“要让转子稳稳悬浮,不上下左右乱飘,也不乱抖,需要根据转子实际位置,瞬间调整各组绕组的电流。这个检测、计算、反应的速度要求太高了!我用分离元件搭的电路,反应慢,不稳定,稍微有点干扰,或者转子负载一变,它就晃悠,甚至掉下来。现在这个模型,是在非常理想、静止无扰动的条件下,才能勉强悬浮旋转。”
他指着旁边木盒里那块布满电子管、继电器和飞线的控制板,苦笑道:“就这,已经是我能搞出来的最好电路了。要想真正能用,需要更快的检测元件、更灵敏的放大电路、更复杂的控制算法……我实在没辙了。厂里也觉得我这个想法太玄,不实用,不给更多资源。”
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