CN103532269A - 一种航空高速发电机转子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种航空高速发电机转子结构，包括多个V形槽楔、翅形槽楔、绕组和2个箍环和磁极铁芯；其特征在于：将V形槽楔改变为三角形槽楔，在三角形的横梁上设有楔块；将翅形槽楔的上表面与磁极铁芯外圆平齐。本发明将主发转子中的磁极铁芯、励磁绕组与槽楔等形成一个整体，解决了产品在高转速时工作时的强度问题。而且由于翅形槽楔和转子铁芯表面近似形成一个整圆，降低了高转速的转子表面摩擦损耗问题，提高了发电机的效率。由于转子上励磁绕组被槽楔压紧，降低了高转速旋转时绕组的偏移，使高转速旋转造成的不平衡量引起的偏心力减少，轴承旋转时负荷低，提高了发电机的工作的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于航空电机技术，具体涉及一种航空高速发电机转子结构，具体涉及通过转子结构设计来满足航空发电机高速转子强度需求的应用，适用于大型客机及运输机中高速航空发电机的转子结构。
背景技术
由于航空发电机产品应用领域的特殊性，要求航空发电机具有重量轻和功率密度高、可靠性高的特点，而高转速和良好的冷却方式是航空发电机实现高功重比的重要途径。航空发电机一般采用无刷三级绕线式结构，其中主发电机功率较大，且为凸极转子。发电机高速运转时，凸极转子极靴既要承受自身的离心力，又要承受转子励磁绕组及槽楔组件等产生的高的离心力，主发转子强度设计就成为了航空发电机设计的一项重要环节。
大功率高转速航空发电机一般采用喷油的方式进行冷却。喷油冷却发电机在高转速工作时，转子外表面与油气混合液的高速摩擦将使发电机的损耗增大，为了降低损耗，提高效率，必须提高转子的整体性，即使转子外表面尽量成为一个整体而且光滑，实现“光滑”转子设计。
因此，航空发电机主发转子结构设计的关键问题可以归纳为强度设计和整体性设计。
目前传统航空发电机转子结构包含不锈钢V形槽楔1和翅形槽楔2（每极各一个）、端环3（两个）、固定块4（每极两个）。用V形槽楔1固定绕组线包5，由翅形槽楔2来固定槽楔1；用固定块4压住励磁绕组线包5端部；由端环3同时压紧固定块4与翅形槽楔2；通过焊接等方式使端环3和翅形槽楔2紧固成一体，同时轴向固定翅形槽楔2和端环3。这种转子结构槽楔无法保证完全贴合压紧绕组，在高速旋转时会出现绕组线包偏移现象，从而造成发电机高速旋转时不平衡量增加，使得偏心力增加，造成轴承负荷增加，影响发电机长期工作的可靠性。另外，由于采用不锈钢翅形槽楔2与转子极靴表面无法连接形成一个整圆，在高速运行时转子表面摩擦损耗较大。
发明内容
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种航空高速发电机转子结构，考虑转子的强度校核、励磁绕组的绕制、槽楔以及楔块的结构、材料选择，并且要考虑油冷电机高速旋转时的转子表面摩擦损耗问题。
一种航空高速发电机转子结构，包括多个槽楔、翅形槽楔、绕组、2个箍环和磁极铁芯；其特征在于：将V形槽楔改变为三角形槽楔12，在三角形的横梁上设有楔块14；将翅形槽楔11的上表面与磁极铁芯外圆平齐。
在磁极铁芯4的极靴的两端设有绝缘支架13。
所述翅形槽楔11中间有两个减重孔。
三角形槽楔12为空心三角形结构。
所述楔块14采用聚酰亚胺热固性塑料制造。
所述箍环15采用钛合金制造。
本发明提出的一种航空高速发电机转子结构，槽楔、槽楔组件采用轻金属材料，将主发转子中的磁极铁芯、励磁绕组与槽楔等形成一个整体，解决了产品在高转速时工作时的强度问题。本发明不仅成功解决了航空发电机主发电机转子的强度问题，而且由于翅形槽楔和转子铁芯表面近似形成一个整圆，降低了高转速的转子表面摩擦损耗问题，提高了发电机的效率。由于转子上励磁绕组被槽楔压紧，降低了高转速旋转时绕组的偏移，使高转速旋转造成的不平衡量引起的偏心力减少，轴承旋转时负荷低，提高了发电机的工作的可靠性。
附图说明
图1：传统转子结构示意图
图2：本发明转子结构示意图
图3：本发明转子结构分解图
图4：本发明翅形槽楔11的结构图
图5：本发明三角槽楔12结构图
图6：绝缘支架结构图
1-V形槽楔，2-翅形槽楔，3-端环，4-固定块，5-绕组，11-改进后的翅形槽楔，12-三角形槽楔，13-绝缘支架，14-楔块，15-箍环，16-磁极铁芯。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本实施例提出的航空高速发电机转子结构采用6～8个极子，每个主发转子包括两个箍环15。将现有技术中的V形槽楔改变为三角形槽楔12，在三角形的横梁上设有楔块14；将现有技术中的翅形槽楔的上表面与磁极铁芯外圆平齐。见图2。
每极包含一个翅形槽楔11、一个三角形槽楔12、一个绝缘支架13和两个楔块14，绝缘支架13装配在磁极铁芯16两端，励磁绕组5绕好后，三角形槽楔12从侧面压紧励磁绕组，翅形槽楔11从凸极转子极靴16a和绕组间插入，翅形槽楔11从上方压住三角形槽楔12和励磁绕组，翅形槽楔11承受励磁绕组5和三角槽楔12旋转造成的离心力。从翅形槽楔11和三角形槽楔12之间两端各楔入一个楔块13，将三角形槽楔12和翅形槽楔11楔紧，从而将励磁绕组5压紧，使翅形槽楔11、三角形槽楔12与励磁绕组5和转子磁极铁芯16构成一个整体，翅形槽楔11和励磁绕组5间进行绝缘处理。箍环15套在绝缘支架13和翅形槽楔11上，压紧绝缘支架13和翅形槽楔11，箍环15承受励磁绕组5端部高速旋转时产生的离心力。用螺钉5固定翅形槽楔11和箍环15。
翅形槽楔11和三角形槽楔12均为高强度轻金属材料制造，翅形槽楔11外表面为圆弧，装配后与转子表面近似形成一个整圆，以减少高速旋转与油气表面损耗。翅形槽楔11中间有两个减重孔，以减少高速时的离心力。三角形槽楔12为空心三角形，以便减轻重量，且三角形刚性好。采用具有一定塑形的聚酰亚胺热固性塑料制造的楔块14，能够将槽楔楔紧。使槽楔能够压住绕组，减少高速旋转时的相对偏移。箍环15采用钛合金制造，重量轻，强度高。
Claims (6)
1.一种航空高速发电机转子结构，包括多个槽楔、翅形槽楔、绕组、2个箍环和磁极铁芯；其特征在于：将V形槽楔改变为三角形槽楔（12），在三角形的横梁上设有楔块（14）；将翅形槽楔（11）的上表面与磁极铁芯外圆平齐。
2.根据权利要求1所述航空高速发电机转子结构，其特征在于：在磁极铁芯（4）的极靴的两端设有绝缘支架（13）。
3.根据权利要求1所述航空高速发电机转子结构，其特征在于：所述翅形槽楔（11）中间有两个减重孔。
4.根据权利要求1所述航空高速发电机转子结构，其特征在于：三角形槽楔（12）为空心三角形结构。
5.根据权利要求1所述航空高速发电机转子结构，其特征在于：所述楔块（14）采用聚酰亚胺热固性塑料制造。
6.根据权利要求1所述航空高速发电机转子结构，其特征在于：所述箍环（15）采用钛合金制造。
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