CN101882817B - 发电机主定子的护铁冷却套 - Google Patents

Abstract

发电机主定子的护铁冷却套，包括在两个相对边缘上包括弧形凹口的材料片，使得其间的对接接头限定销孔。

Description

发电机主定子的护铁冷却套

技术领域

本发明涉及发电机，并且更具体地涉及起动机-发电机的内部油管理系统。

背景技术

由气轮机提供动力的飞机通常包括机械驱动的附属齿轮箱，该齿轮箱连接诸如电动起动机-发电机或发电机之类的附属系统。

高能量密度的飞机发电机利用内部油管理系统。内部油管理系统通过护铁油流动(backironoilflow)提供对发电机主定子的补充冷却，形成在定子外壳内的油槽限定上述油流动。由于主定子通常构成为粘合的叠片组，所以主定子套通常安装在叠片组和油冷却槽之间以确保油不通过叠片组泄漏到发电机的气隙内，油泄漏到发电机气隙内会因油的粘性剪力而增加发动机的损失。

主定子套通常由棒或管原料构成，该原料被机械加工出与主定子芯紧密配合的内径。然后在安装到主定子芯上后机械加工主定子套的外径，以确保与油槽的紧密配合。这种机械加工虽然有效，但这样的机械加工相当繁琐，因为在主定子芯组装前后都需要机械加工。

发明内容

根据本发明的示例性方面的用于发电机的主定子套包括材料片，具有在两个相对边缘上的弧形凹口，使得其间的对接接头(buttjoint)限定销孔。

根据本发明的示例性方面的用于发电机的外壳组件包括圆柱形定子外壳，其限定至少一个油槽。主定子套安装在圆柱形定子外壳的附近以至少部分地封闭至少一个油槽并限定对接接头。

根据本发明的示例性方面的发电机包括圆柱形定子外壳，其限定至少一个油槽。主定子组件安装在圆柱形定子外壳内使得主定子套安装在圆柱形定子外壳和主定子组件之间。主定子套至少封闭至少一个油槽。

根据本发明的示例性方面的形成主定子组件的方法包括将由直边材料片形成的主定子套定位在限定了至少一个油槽的圆柱形定子外壳内并至少部分地封闭至少一个油槽。

附图说明

各种特征将从以下对所公开的非限定性实施例的具体描述变得对本领域技术人员来说显而易见。伴随具体描述的附图可被简要描述如下：

图1是用于气轮机的起动机-发电机的整体示意性截面图；

图2是起动机-发电机的内部油管理系统的示意图；

图3是起动机-发电机的分解图；

图4是在未安装情况下的主定子套的立体图；

图5是在安装情况下的主定子套的立体图；

图6是在起动机-发电机内的圆柱形定子外壳的截面图；

图7是在起动机-发电机内的圆柱形定子外壳的上部立体图；

图8是在起动机-发电机内的圆柱形定子外壳的下部立体图；

图9是安装有主定子套的圆柱形定子外壳的截面图；和

图10是组装情况下的起动机-发电机的截面图。

具体实施方式

图1示意性地图示了示例发电机20的所选部分，发电机20可用于起动诸如气轮机的主推进器T，或用于在被主推进器T驱动时产生电流。发电机20通常可包括发电部分22，容积式泵24和它们之间的齿轮箱26，所有这些都包含在公共的主外壳组件28内。虽然在所公开的示例中图示了可变频发电机(VFG)，但应当理解的是，诸如综合驱动发电机(IDG)的其它发电机系统也从本文受益。这些类型的发电机可特别适用于飞机应用。

在所公开的、非限定性实施例中，发电部分22是包括沿着旋转轴线A安装在公共转子轴36上的三个机器30、32、和34的3相机器。三个机器的定子组件30B、32B、34B都安装在主外壳28内并且三个转子组件30A、32A、34A都安装在转子轴36上。主外壳组件28可由驱动端(DE)盖组件28A和非驱动端(NDE)盖组件28B封闭，转子轴36延伸通过该盖组件28A。

第一机器30包括带有PMG转子组件30A和PMG定子组件30B的永磁体发电机(PMG)。PMG定子组件30B为发电机励磁提供能量，以及为电力系统的其它部件提供能量。第二机器32包括带有ME转子组件32A和定子组件32B的主励磁器(ME)。ME通过GGPCU(发电机和地面电源控制单元)接收来自PMG的励磁。ME转子组件32A的输出被供应到安装有二极管系统38的轴。二极管包38可被分成六个二极管组以提供3相全波桥式整流。二极管包38的DC输出供应第三机器34。

参照图2，发电机20包括由容积式泵24驱动的内部油管理系统40。油在发电机储油槽/储存罐中积聚并由外壳组件28内的容积式泵24去除。泵24通过内部过滤器42将油提供到外部热交换器44。然后热交换器44将油提供到转子轴36，转子轴36将油提供到发电机20的内部部件。通过转子轴36的中心的油冷却了转子绕组并以喷雾的形式供油以冷却二极管、润滑轴承和定子突出物(statoroverhangs)。油还被传送入形成在外壳组件28中的油槽50(图3)以使油围绕主定子组件34B流动。

参照图3，外壳组件28包括圆柱形定子外壳52。油槽50限定在圆柱形定子外壳52的内周面54内。主定子套56位于内周面54和主定子组件34B之间。用销58将主定子套56和主定子组件34B在轴向和径向上同时保持在外壳28内，销58径向延伸穿过外壳28、主定子套56、并进入主定子组件34B。

参照图4，主定子套56由具有直边形状的弹簧钢构成，该直边形状与发电机主定子的长度和周长一致。借此主定子套56被插入圆柱形定子外壳52并且该材料的固有弹性迫使主定子套56抵靠油槽50从而密封油槽50，而不需要目前所必需的紧密度公差ID/OD机械加工。在所公开的非限定性实施例中的主定子套56是0.005英寸(0.127mm)厚。

主定子套56包括在每个相对边缘上的弧形凹口60A、60B。虽然在所公开的实施例中弧形凹口60A、60B形成在直边片的短端上，但根据圆柱形定子外壳52的构造弧形凹口60A、60B也可形成在长端上。弧形凹口60A、60B形成接收销58的销孔62(图5)。主定子套56具有相当简单的结构，该结构不需要目前所需要的卷绕、焊接或后续的ID/OD机械加工。

参照图6，油槽50在外壳组件28的圆柱形定子外壳52内的中立区64内中断，从而限定连续的外壳表面66。外壳销孔68位于中立区64内。可围绕除了中立区64以外的整个内周面54限定油槽50(图7、8)。应当理解的是，油槽50可在外壳28内形成各种油回路。

主定子套56安装在圆柱形定子外壳52内使得套的对接接头(图9)完全由连续的外壳表面66支撑。在安装主定子组件34B时，主定子套56压在主定子组件34B和外壳结构之间。借此用销58在轴向上和径向上保持主定子套56和主定子组件34B(图10)。

主定子套56通过减少套件部分的成本和减少组装/组装后的套机械加工成本来方便地利于减少发电机成本。

应当理解的是，本发明的套并不限于与特定类型的旋转机器结合使用。因此，虽然为了方便解释，将本发明描写和描述为在起动机-发电机内使用，但是应当理解的是，它也可以在许多其它机器中使用，这些机器包括但不限于，辅助动力单元、涡轮增压机、增压器、空气循环机器、交流发电机、电动机、发电机、综合恒速驱动发生器和各种类型的齿轮箱。

应当理解的是，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“在......上”、“在......下”等的相对位置术语都参考车辆的正常运行姿态且不应被理解成其它的限定性

应当理解的是，在所有附图中相同的参考数字表示相应的或相似的元件。还应当理解的是虽然在图示的实施例中公开的特定的部件设置，但其它设置也可以从此受益。

虽然示出了、描述了并要求保护了特定的步骤顺序，但应当理解的是，除非另有说明，否则可以以任何顺序，单独地或组合地，执行这些步骤，且仍将从本公开受益。

前面的描述本质上是示例性的而非由其中的限制所限定。虽然本文公开了各种非限定性实施例，但本领域技术人员会认识到根据上述教导的各种变型和变化都将落入所附权利要求的范围。因此应当理解的是，在所附权利要求的范围内，可以以不同于所特别描述的方式实现本发明。因此，应当研究所附权利要求以确定真实范围和内容。

Claims (17)

1.一种用于发电机的主定子套，包括：

材料片，在两个相对边缘上限定弧形凹口，使得其间的对接接头限定销孔。

2.如权利要求1所述的用于发电机的主定子套，其中所述材料片约是0.005英寸厚。

3.如权利要求1所述的用于发电机的主定子套，其中所述材料片基本上是直边材料片且由弹簧钢制造。

4.一种用于发电机的外壳组件，包括：

圆柱形定子外壳，其限定至少一个油槽；和

主定子套，其邻近所述圆柱形定子外壳安装以至少部分地封闭所述至少一个油槽，所述主定子套限定对接接头，其中所述主定子套包括在两个相对边缘上的弧形凹口，使得其间的对接接头限定销孔。

5.如权利要求4所述的组件，其中所述主定子套是由弹簧钢制造。

6.如权利要求4所述的组件，其中所述主定子套约是0.005英寸厚。

7.如权利要求4所述的组件，其中所述主定子套是由直边材料片形成。

8.如权利要求4所述的组件，其中所述圆柱形定子外壳限定了中立区，所述至少一个油槽在所述中立区内中断。

9.如权利要求8所述的组件，还包括穿过所述中立区的外壳销孔。

10.如权利要求9所述的组件，还包括延伸通过所述外壳销孔的销和由在所述两个相对边缘上的所述弧形凹口限定的穿过所述中立区的销孔。

11.如权利要求10所述的组件，其中所述销孔由在所述两个相对边缘上的所述弧形凹口限定，使得其间的所述对接接头由所述中立区内的连续外壳表面支撑。

12.如权利要求10所述的组件，还包括安装在所述圆柱形定子外壳内的主定子组件，所述销与所述主定子组件接合。

13.一种发电机，包括：

圆柱形定子外壳，其限定至少一个油槽；

安装在所述圆柱形定子外壳内的主定子组件；和

主定子套，其安装在所述圆柱形定子外壳和所述主定子组件之间以至少部分地封闭所述至少一个油槽，所述主定子套限定对接接头，还包括延伸通过位于所述中立区内的外壳销孔的销和由在所述主定子套两个相对边缘上的弧形凹口限定的销孔，使得其间的所述对接接头由所述中立区内的连续外壳表面支撑。

14.如权利要求13所述的发电机，其中所述圆柱形定子外壳限定了中立区，所述至少一个油槽在所述中立区内中断。

15.如权利要求13所述的发电机，其中所述主定子套是由约0.005英寸厚的弹簧钢制造。

16.形成用于发电机的主定子组件的方法，包括：

将由直边材料片形成的主定子套定位在限定了至少一个油槽的圆柱形定子外壳内以至少部分地封闭所述至少一个油槽；

通过位于所述主定子套的两相对边缘上的弧形凹口形成销孔，使得其间的对接接头在由连续外壳表面限定的中立区内被支撑。

17.如权利要求16所述的方法，还包括：

插入销来穿过外壳销孔和所述销孔，所述销延伸入安装在所述圆柱形定子外壳内的主定子组件。