專利名稱：一種航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種航空高速發(fā)電機(jī)，具體涉及一種高速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
從飛機(jī)電力系統(tǒng)的發(fā)展來看，航空發(fā)電機(jī)的容量需求會(huì)越來越大。航空發(fā)電機(jī)產(chǎn) 品應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，要求發(fā)電機(jī)有較輕的重量和高的功率密度。所以航空發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 要求越來越高，甚至超過MOOOr/min。由于航空發(fā)電機(jī)一般采用三級無刷交流發(fā)電機(jī)，主發(fā) 電機(jī)為凸極結(jié)構(gòu)，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)子工作時(shí)主發(fā)轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、槽楔等產(chǎn)生巨大的離心力 作用在槽楔和主發(fā)轉(zhuǎn)子極靴上，主發(fā)轉(zhuǎn)子極靴局部會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的 強(qiáng)度問題就很突出，如何解決高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度問題已經(jīng)成為高速航空發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù) 之一。為了解決高速航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度問題，國際上各航空電源公司都在尋求各種 解決方案。目前主要從兩個(gè)途徑來尋求突破，第一從材料角度，主要是從材料的成份和材料 的熱處理工藝方面研制高強(qiáng)度的導(dǎo)磁材料，這些工作是由航空發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)公司提出技術(shù) 要求由材料的供應(yīng)商來研制。所以對國際上的各航空電源公司來說材料方面的技術(shù)水平是 一樣的。第二是從發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)方面尋求解決途徑，國際各航空電源公司為解決轉(zhuǎn)子 強(qiáng)度提出了各種方案，申請了各自的專利保護(hù)技術(shù)。但歸納起來解決轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的方案有兩 種。一種方案是在轉(zhuǎn)子外面加高強(qiáng)度合金或碳纖維箍環(huán)，箍環(huán)與轉(zhuǎn)子過盈裝配，這樣可以提 高轉(zhuǎn)子的整體強(qiáng)度。這也是目前應(yīng)用最多的解決方案。但是該方案存在以下缺點(diǎn)1.電機(jī) 氣隙過大，這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁功率需求大，電機(jī)的重量增加。2.箍環(huán)表面存在渦流損耗， 對轉(zhuǎn)子散熱不利。另一種方案是利用轉(zhuǎn)子兩端的端環(huán)，端環(huán)和槽楔進(jìn)行過盈裝配，使得轉(zhuǎn)子 在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)勵(lì)磁繞組和槽楔產(chǎn)生的離心力由轉(zhuǎn)子的兩個(gè)端環(huán)承擔(dān)大部分的力。該方案的 缺點(diǎn)是受轉(zhuǎn)子的軸向長度、電機(jī)容量和極對數(shù)的限制。發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提出一種航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，通過 對轉(zhuǎn)子鐵心和槽楔結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì)，提出解決高速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度問題的新方法，克服現(xiàn) 有技術(shù)中的某些缺點(diǎn)。技術(shù)方案—種航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括槽楔1、三角楔塊2、勵(lì)磁繞組3、轉(zhuǎn)子鐵心4、阻尼 條5、繞組端板支架6、端環(huán)7和阻尼端板8 ；其特征在于在轉(zhuǎn)子鐵心4兩個(gè)極的中間軛部 設(shè)有燕尾槽46，在槽楔3與轉(zhuǎn)子鐵心4兩個(gè)極的中間軛部銜接部位設(shè)有凸梁12，凸梁12與 燕尾槽相吻合。有益效果本實(shí)用新型提出的航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)在于[0010]1、本實(shí)用新型提供的高速航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)解決了高速轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度問題，使得 轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子鐵心及槽楔承力部位增加，減小了轉(zhuǎn)子極靴處的受力，使轉(zhuǎn)子鐵心 及槽楔的應(yīng)力分布更加均勻。同時(shí)這種槽楔結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，使得轉(zhuǎn)子鐵心長度對轉(zhuǎn) 子的強(qiáng)度影響較小。2、本實(shí)用新型提供的高速航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔結(jié)構(gòu)，可以使電機(jī)轉(zhuǎn)子有較小的氣 隙，減小勵(lì)磁功率需求，減輕電機(jī)的重量。
圖1 實(shí)用新型的航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖圖2 實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵心結(jié)構(gòu)示意圖圖3 實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔結(jié)構(gòu)圖1-槽楔，2-三角楔塊，3-勵(lì)磁繞組，4-轉(zhuǎn)子鐵心，5-阻尼條，6_繞組端板支架， 7-端環(huán)，8-阻尼端板，12-凸梁，42-轉(zhuǎn)子鐵心孔，44-轉(zhuǎn)子沖片，46-燕尾槽。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述本實(shí)施例的航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心4有一個(gè)與軸配合的轉(zhuǎn)子鐵心孔42， 轉(zhuǎn)子鐵心4是由轉(zhuǎn)子沖片44疊壓而成，在轉(zhuǎn)子鐵心的兩個(gè)端部各有一塊阻尼端板8，在轉(zhuǎn)子 上布置有阻尼條5和阻尼端板8焊接在一體。在阻尼端板兩端安裝有繞組端板支架6。在 繞組端板支架6和轉(zhuǎn)子鐵心4的極身上各布置一個(gè)勵(lì)磁繞組線圈。在轉(zhuǎn)子相鄰兩極之間布 置有一個(gè)槽楔1，槽楔的作用是固定轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組8，槽楔上和勵(lì)磁繞組接觸的兩個(gè)面各 壓緊勵(lì)磁繞組的一個(gè)面，槽楔的上部兩個(gè)面分別與轉(zhuǎn)子兩個(gè)極的極靴面配合。槽楔伸出鐵 心的兩個(gè)端面將勵(lì)磁繞組的端部固定住，然后通過轉(zhuǎn)子鐵心兩端的兩個(gè)端環(huán)7過盈壓裝在 槽楔1和繞組端板支架6上，將槽楔的兩個(gè)端部和繞組支架箍住。在勵(lì)磁繞組與槽楔之間 設(shè)置有三角楔塊2將勵(lì)磁繞組3壓緊。在轉(zhuǎn)子鐵心4的兩個(gè)極的中間軛部增加了一個(gè)燕尾槽46，在常規(guī)槽楔的下部增加 了一個(gè)凸梁12，在槽楔裝配時(shí)，該槽楔的凸梁和轉(zhuǎn)子軛部的燕尾槽相配合，轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn) 時(shí)，勵(lì)磁繞組2、三角楔塊2等的離心力會(huì)作用在槽楔1上，同時(shí)通過槽楔1將這些力與槽楔 自身的離心力傳遞到轉(zhuǎn)子極靴和轉(zhuǎn)子軛部的燕尾槽46部位，使得轉(zhuǎn)子極靴部位和軛部的 燕尾槽46都承受槽楔1、勵(lì)磁繞組3、三角楔塊2的離心力。會(huì)使極靴部位的受力情況得到 改善，使轉(zhuǎn)子極靴和轉(zhuǎn)子極身的交角處產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力減小，提高轉(zhuǎn)子強(qiáng)度。而現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)技術(shù)特征是轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁繞組、楔塊等的離心力會(huì)作用在槽楔上，通過槽楔 將這些力與槽楔自身的離心力傳遞到轉(zhuǎn)子極靴上，會(huì)使轉(zhuǎn)子極靴和轉(zhuǎn)子極身的交角處產(chǎn)生 很大的內(nèi)應(yīng)力，易使轉(zhuǎn)子材料發(fā)生失效。通過在轉(zhuǎn)子兩極之間的轉(zhuǎn)子軛部增加一個(gè)燕尾槽，同時(shí)在轉(zhuǎn)子槽楔中心部位設(shè)置 一個(gè)凸梁，該凸梁和轉(zhuǎn)子軛部的燕尾槽相配合。這樣增加槽楔和轉(zhuǎn)子鐵心的約束。在轉(zhuǎn)子 工作時(shí)轉(zhuǎn)子軛部的燕尾槽承受一部分的離心力，使得轉(zhuǎn)子極靴部位的承力減小。這樣有利 于提高轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度。轉(zhuǎn)子槽楔與轉(zhuǎn)子極靴裝配接觸的同時(shí)轉(zhuǎn)子槽楔與轉(zhuǎn)子極間的軛部也發(fā)生接觸關(guān)系。這樣轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，槽楔受到轉(zhuǎn)子極靴和轉(zhuǎn)子軛部沿徑向方向的約束，槽楔、轉(zhuǎn)子勵(lì) 磁繞組和楔塊等的離心力作用到轉(zhuǎn)子鐵心的極靴和轉(zhuǎn)子極間的軛部燕尾槽內(nèi)，使槽楔等的 離心力由轉(zhuǎn)子軛部的燕尾槽和轉(zhuǎn)子極靴共同承擔(dān)。這樣減小了轉(zhuǎn)子極靴所受的彎矩應(yīng)力， 提高轉(zhuǎn)子鐵心的強(qiáng)度。
權(quán)利要求1. 一種航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括槽楔(1)、三角楔塊O)、勵(lì)磁繞組(3)、轉(zhuǎn)子鐵心 、阻尼條( 、繞組端板支架(6)、端環(huán)(7)和阻尼端板(8)；其特征在于在轉(zhuǎn)子鐵心(4) 兩個(gè)極的中間軛部設(shè)有燕尾槽(46)，在槽楔C3)與轉(zhuǎn)子鐵心(4)兩個(gè)極的中間軛部銜接部 位設(shè)有凸梁(12)，凸梁(1 與燕尾槽(46相吻合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種航空高速發(fā)電機(jī)，包括槽楔、三角楔塊、勵(lì)磁繞組、轉(zhuǎn)子鐵心、阻尼條、繞組端板支架、端環(huán)和阻尼端板；其特征在于在轉(zhuǎn)子鐵心兩個(gè)極的中間軛部設(shè)有燕尾槽，在槽楔3與轉(zhuǎn)子鐵心兩個(gè)極的中間軛部銜接部位設(shè)有凸梁，凸梁與燕尾槽相吻合。本實(shí)用新型提供的高速航空發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)解決了高速轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度問題，使得轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子鐵心及槽楔承力部位增加，減小了轉(zhuǎn)子極靴處的受力，使轉(zhuǎn)子鐵心及槽楔的應(yīng)力分布更加均勻。同時(shí)這種槽楔結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，使得轉(zhuǎn)子鐵心長度對轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度影響較小。
文檔編號H02K19/16GK201839179SQ20102058667
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者余健鵬, 敖惠君, 王娓娓, 王有林, 蒙海鷹, 趙凡 申請人:陜西航空電氣有限責(zé)任公司