CN101877503B - 叠片式定子组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及叠片式定子组件。具体地，用于发电机的定子铁心包括多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从轴线沿径向延伸的支腿。

Description

叠片式定子组件
技术领域
本发明涉及发电机，更具体地，涉及用于发电机的叠片式定子安装布置。
背景技术
定子在壳体内的典型安装经常依赖于壳体中的圆柱形孔口与圆柱接地的定子铁心外直径之间的压配合。在某些安装中，这可能是不期望的，因为压配合布置会阻碍PMG定子相对于其它构件的最佳定位。
发明内容
根据本发明的示例性方面的用于发电机的定子铁心包括：多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从轴线沿径向延伸的支腿。
根据本发明的示例性方面的用于发电机的定子组件包括：定子铁心，其具有多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从轴线沿径向延伸的支腿。多个绕组，其与由所述多个铁心叠片限定的多个铁心槽接合，以及紧固件组件，其附接于所述至少一个支腿以将所述多个铁心叠片轴向地夹在一起。
根据本发明的示例性方面的发电机包括：定子铁心，其具有多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从轴线沿径向延伸的支腿，所述至少一个支腿安装到壳体。
根据本发明的示例性方面的制造定子组件的方法包括：沿轴线堆叠多个铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从轴线沿径向延伸的支腿。
附图说明
从以下对所公开的非限制性实施例的详细描述，各种特征将对于本领域技术人员而言变得显而易见。伴随该详细描述的附图可简要描述如下：
图1是发电机的示意图；
图2是用于同本发明一起使用的永磁发电机(PMG)的总体分解图；
图3是安装在壳体内的PMG定子的透视图；
图4是PMG定子组件的透视图；
图5是图3中的PMG定子组件沿线4-4的剖视图；
图6是定子组件相对于发电机的总体分解图；
图7A是定子组件的单个铁心叠片的顶视图；
图7B是定子组件的单个铁心叠片的透视图；以及
图7C是定子铁心组件的透视图。
具体实施方式
图1示意性地示出了示例发电机系统20的选定部分，所述示例发电机系统20用于起动涡轮发动机T或者用于在被涡轮发动机T驱动时生成电流。发电机系统20可包括电动部分22、液压泵24和它们之间的齿轮箱26，所有这些都被容纳在共同的壳体28内。齿轮箱26可以是齿轮减速齿轮系，用于以相对于电动部分22的速度而言更小的速度驱动液压泵24。
电动部分22通常可包括定子组件30和转子组件32，例如用于高速、可变频的永磁发电机(PMG)。定子组件30和转子组件32限定了旋转轴线A，使得转子组件32可在定子组件30内围绕旋转轴线A旋转(也在图2中示出)。转子组件32可以安装在转子轴34上或其它支撑结构上。可替代地或附加地，电动部分22可包括其它构件，例如励磁系统36和主AC系统38。
参照图3，定子组件30通过多个支腿40安装在壳体28内以在壳体28内提供相对于其它构件的期望位置。支腿40实质性地将定子组件30的有效直径增大至超过其它构件的直径，使得在一个非限制性实施例中定子组件30可接合壳体28以便于励磁系统36安装在其以下。应该理解，其它构件布置将从本文所公开的定子支腿布置中获益。
参照图4，定子组件30通常包括由多个铁心叠片42形成的定子铁心31。定子铁心31支撑多个绕组44，所述多个绕组44插入到由所述多个铁心叠片42限定的铁心槽46中。相应的绝缘体48将绕组44与每个铁心槽46隔开。绕组44可以由插入铁心槽46中、连接在一起并浸有树脂的层状且绝缘的铜线构造而成。定子引线L可以终止于标准接线柱或其它连接器以连接至负载(图2)。所述多个铁心叠片42可由堆叠的电工钢的薄叠片构造而成。
定子组件30的支腿40一体形成在多个铁心叠片42的每个中。在一个非限制性实施例中，当在每个铁心叠片42中冲压定子齿46T和铁心槽46时可冲压支腿40。在一个非限制性实施例中，所述多个铁心叠片42限定了三个支腿40，这三个支腿40围绕轴线A均等地径向隔开。
所述多个铁心叠片42的每一个均包括被冲压以使材料凸出的凸片(tab)41。凸片41产生了互锁铁心，其中凸出材料的凸片41方便了与匹配的铁心叠片42的互锁，从而将每个铁心叠片42保持在一起。
第一开孔50和第二开孔52也是被冲压或以其它方式形成在每个支腿40中的。第二开孔52在第一开孔50的沿着轴线B的外侧，轴线B从轴线A沿着径向延伸。
第一开孔50尺寸设计成接收紧固件组件54，例如螺栓56和螺母58(图5)。在一个非限制性实施例中，第一开孔50可位于沿每个支腿40长度的接近半程的近似中心处。第一开孔50在堆叠的铁心叠片42中提供了要插入紧固件组件54的位置(图5)。紧固件组件54提供了在第一开孔50内的紧密配合，以引导铁心叠片42同心地围绕螺栓56。由此紧固件组件轴向地夹住所述多个铁心叠片42以便于获得用于定子组件30和电动部分22的更硬和更刚性的安装结构。
第二开孔52尺寸设计成接收安装衬套60(也在图5中示出)。安装衬套60接收安装紧固件62以将定子组件30固定至壳体28(图6)。
参照图7A，示出了所公开的定子组件30的一个非限制性尺寸实施例。所述多个铁心叠片42(在图7B中示出为单个铁心叠片)限定了每个定子铁心组件30(图7C)。所述多个铁心叠片42中的每一个均相同，使得所述多个铁心叠片42能够容易地堆叠。
所述多个铁心叠片42中的每一个总体上由三个尺寸限定，即内铁心半径F、外铁心半径G和外支腿半径H。在一个非限制性实施例中，内铁心半径F为1.4英寸(36.4mm)，外铁心半径G为2.0英寸(49.7mm)，外支腿半径H为3.3英寸(84.0mm)。外支腿半径H限定了由支腿40限定的最靠外直径。在该非限制性尺寸实施例中，外支腿半径H限定的与内铁心半径F的比值在大约3∶1至2∶1之间。外支腿半径H限定的与外铁心半径G的比值在大约1.3∶1至1.9∶1之间。内铁心半径F还大约是外铁心半径G的四分之三。这些比值便于获得更硬和更刚性的安装结构。
第一开孔50由直径J限定，第二开孔52由直径K限定。在一个非限制性实施例中，直径J为0.2英寸(5.1mm)，直径K为0.3英寸(8.4mm)。
在一个非限制的飞机环境中，定子铁心31的支腿40实质性地将定子组件31的有效直径增大至超过其它构件的直径以便接合壳体28和便于励磁系统在其以下的安装。这样的布置便于获得节省成本、减轻重量和降低复杂性的紧凑型布置。
应该理解，相对位置术语，例如“前”、“后”、“上”、“下”、“以上”、“以下”等，是参照车辆的正常运行姿态而言的，不应该被视为限制性的。
应该理解，在所有若干附图中，相同的附图标记表示相应或相似的元件。还应该理解，虽然在所示实施例中公开了特定的构件布置，但其它的布置将从中获益。
虽然示出、描述和要求保护特定的步骤次序，但应该理解，除非另有说明，步骤能够以任何顺序单独或联合地执行，并且仍将从本发明中获益。
以上描述是示例性的，而不是被限制限定在其中。虽然在本文中公开了多种非限制性实施例，但本领域普通技术人员将认识到，各种鉴于以上教导而做出的修改和变化都将落入所附权利要求的范围内。因此，应该理解，在所附权利要求的范围内，可以按照不同于所具体描述的方式实施本发明。为此，应该研究所附权利要求以确定真实范围和内容。

Claims (14)

1.一种用于发电机的定子铁心，包括：
多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从所述轴线沿径向延伸的支腿，所述支腿限定了第一开孔和第二开孔，以及
至少部分地位于所述第二开孔内的安装衬套，所述第二开孔在所述第一开孔的外侧。
2.如权利要求1所述的定子铁心，其中，所述多个铁心叠片限定了所述定子的铁心。
3.如权利要求1所述的定子铁心，其中，所述多个铁心叠片限定了环。
4.如权利要求3所述的定子铁心，其中，所述环限定了所述环内的多个定子齿。
5.如权利要求4所述的定子铁心，其中，所述多个定子齿限定了相应的槽，所述槽可操作以接收相应的绝缘体。
6.如权利要求1所述的定子铁心，其中，所述多个铁心叠片布置成限定了三个支腿。
7.如权利要求1所述的定子铁心，其中，外支腿半径限定的与内铁心半径的比值在3∶1至2∶1之间。
8.如权利要求1所述的定子铁心，其中，外支腿半径限定的与外铁心半径的比值在1.3∶1至1.9∶1之间。
9.一种用于发电机的定子组件，包括：
定子铁心，其具有多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从所述轴线沿径向延伸的支腿；
多个绕组，其与由所述多个铁心叠片限定的多个铁心槽接合；以及
紧固件组件，其附接于所述至少一个支腿以将所述多个铁心叠片轴向地夹在一起，所述支腿限定了第一开孔和第二开孔，所述第二开孔在所述第一开孔的外侧。
10.如权利要求9所述的定子组件，还包括所述多个铁心槽中的每个内的绝缘体，用于将所述绕组与每个铁心槽隔开。
11.一种发电机，包括：
壳体；以及
定子铁心，其具有多个沿轴线的铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从所述轴线沿径向延伸的支腿，所述至少一个支腿安装到所述壳体，所述支腿限定了第一开孔和第二开孔，该第一开孔包括对齐该铁心叠片的紧固件组件，该第二开孔包括至少部分地位于所述第二开孔内的安装衬套。
12.如权利要求11所述的发电机，还包括在所述发电机内的励磁系统，所述励磁系统与所述定子铁心相邻。
13.一种制造定子的方法，包括：
沿轴线堆叠多个铁心叠片，所述多个铁心叠片中的每个均限定了至少一个从所述轴线沿径向延伸的支腿，在所述至少一个支腿中形成第一开口，在所述至少一个支腿中形成第二开口，利用该第一开口将所述叠片附接在一起，利用该第二开口将所述叠片附接到壳体。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
形成多个铁心叠片中的每个，使得所述多个铁心叠片中的每个均相同。
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