CN1038552A - 旋转整流器组件 - Google Patents

Abstract

一种用于发电机的整流器组件，包括一组同轴叠置的盘形的二极管组。径向汇流件位于二极管之间并径向伸出二极管组。由导电导热材料制成的贯穿螺栓在一对端部件之间延伸并与径向汇流件导电连接。每个贯穿螺栓都有一个容纳冷却剂的纵向孔。选择其中几个贯穿螺栓在端部件之间承受拉力，从而压紧二极管组和径向汇流件。弹性接触片将贯穿螺栓导电连接于外部电路。

Description

本发明系关于用于高速无刷发电机转子上的整流器组件。

众所周知，通过陶汰电刷，整流子或集电环可以改善发电机的效率和可靠性，如用于飞机动力系统中的那些发电机。典型的无刷发电机包括一个辅助发电机，辅助发电机有一个安装设备转子上的辅助电枢线圈。在该线圈内感应的交流电流由旋转整流器组件整流并输入转子上的激励均线圈。激励场线圈的旋转用于在一个主线圈内感生多相输出功率，主线圈位于设备的定子内。

为了减小飞机发电机的尺寸和重量，希望增加转子的转速。在以高速工作时，现有技术的整流器组件，如使用相对于旋转轴远离中心的DO5型二极管的整流器组件，由于在这种高速旋转中产生的强力会失效。

由于电路中的整流器组件位置在辅助发电机和旋转场之间，整流器组件应位于发电机轴之内。它应当在轴中心或轴中心附近以便将作用于其各另件上的旋转力减至最小。为了在高速下工作，轴应当尽可能地小，以便减小冲出来的内径，并减小冲孔内的应力。美国专利4，628，219和4，603，344说明了具有沿转轴叠置的整流器组件。

在现有技术整流器组件中，线圈的导线穿过轴到整流器组件端部的螺钉接线柱上。在高速工作时，连接的导线往往从轴上向外飞，所以必须用夹具和环限制它们，所以希望能提供一种旋转整流器组件，它能解决现有技术旋转整流器组件中存在的上述问题。

本发明提供了一种旋转整流器组件，它在尺寸上很小，在结构上坚固，这样它就能承受高速工作中产生的力。二极管沿组件的旋转轴安装，并且相邻二极管有一个共同的电路接电。径向汇流件在二极管之间延伸，并导电连接在一组贯穿螺栓上，贯穿螺栓不仅用作电的汇流件，也包含冷却剂的通道，还使叠置的二极管组处于轴向压缩状态。根据本发明的整流器组件，包括一组通常为盘形的沿转子转轴叠置的二极管组。由导电和导热材料制成的径向汇流件位于二极管之间，并包括从叠置的二极管组中径向向外延伸的一部分，一组由导电和导热材料制成的贯穿螺栓导电连接在径向汇流件上，并在位于叠置件的相对端部的端部件之间延伸。贯穿螺栓包括纵向孔以容纳冷却流体，其中选择出的几个贯穿螺栓带有使它们在端部件之间承受拉力的装置，以便轴向压紧二极管组。还提供了将每个贯穿螺栓导电连接于外部电路的装置。

整流器组件被设计成可以承受由于很高的转速而产生的力，这是由于它的六个小的盘形的二极管是沿转轴的中心线排列的。组件的构成形式是塞式的以便易于插入发电机轴。通过使用贯穿螺栓作为内连接的汇流件以提供冷却通道和压紧二极管组，本发明就提供了一个相对较小重量较轻的组件。

参照下列附图，通过对最佳实施例的描述，可以更容易地理解本发明，在附图中：

图1是局部剖面侧视图，示出了带有根据本发明的一个实施例构成的整流器组件的发电机转子。

图2是局部剖面侧视图，示出了图1的整流器组件。

图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线所取的组件的断面图。

图4和图5是用于图2组件中的电连接器的侧视和端视图。

图6是其中一个径向汇流件一部分的断面图，和图2中组件的两个二极管组的断面图。

图7是一个示意图，示出了图2组件的电路图。

参照附图，图1是带有根据本发明的一个实施例构成的整流器组件12的转子10的侧视图。在工作中，转子被安装成绕中心轴14相对于定子（未示出）旋转。辅助发电机电枢线圈16环绕安装在轴20上的叠片18，随着转子转动，辅助电枢线圈与定子中的永久磁铁产生的磁场作用，产生感应电流，该电流通过电极22被传送到整流器组件12，图1仅示出了一个电极。整流器组件12上的弹性接触片24使组件与辅助电枢线圈保持导电连接。然后整流器组件将电流转变成直流电（DC），通过弹性接触片28和电极30该直流电被输入到一个激励线圈26，图中仅示出了一个电极30，一组弹性垫圈34位于螺栓36附近达到温度补偿的目的，当转子另件的尺寸随温度变化时保持螺栓36上的轴向压力。一组箭头38示出了通过转子和整流器组件的冷却油流向。在图1中冷却油进入转子轴的左手端，通过整流器组件。在通过整流器组件后，向心力迫使冷却油通过一组位于激励场线圈上的开孔40。

图2是图1所示整流器组件的局部剖面侧视图。所述组件包括一组沿轴14叠置的一组通常为盘形的二极管组42，44，46，48，50和52。由导电和导热材料制成的一组径向汇流件54、56、58、60、62、64和66中的每一个都包括一个第一部分68和一个第二部分70，第一部分68位于沿轴线的二极管组中的至少一个二极管的附近，而第二部分则从叠置的二极管组中径向向外延伸。第一和第二端部件72和74位于二极管和汇流件组的相对的两端。

在第一和第二端部件之间有一组导电导热贯穿螺栓76和78延伸。每个贯穿螺栓都有一个容纳冷却流体的纵向孔80和82。选择其中几个贯穿螺栓，借助于螺母84使它们在第一和第二端部件之间承受拉力。这样就使得二极管组和径向汇流件的叠置物处于轴向受压状态。每个径向汇流件都带有将汇流件导电连接在其中一个贯穿螺栓上的装置，其形式是一个孔86和一个将贯穿螺栓的一部分卡在孔中的螺钉88。弹性接触片24和28将贯穿螺栓导电连接于外部电路。

第一端部件72包括一个容纳O形圈90的环形槽和一组与贯穿螺栓的纵向孔对齐的冷却剂通道92和94。O形圈95和97在端部件72和贯穿螺栓76和78的端部之间提供了一个密封。纵向贯穿螺栓还包括内螺纹96和98，它们在冷却流体内造成附加游涡以改善冷却效果。一个盘件100位于第二端部件附近并径向延伸超出贯穿螺栓的纵向孔，以便在冷却流体从贯穿螺栓的纵向孔排出后为冷却流体沿径向导向。

图3是沿图2Ⅲ-Ⅲ线所取的剖面图。在该图中，可以看出组件包括五个贯穿螺栓76，78，102，104和106。这些贯穿螺栓都分别带有纵向孔80，82，108，110和112。所示的径向汇流件54包括一个与二极管组轴向对齐的第一部分68和一个从二极管组径向向外延伸的第二部分70。第二部分包括容纳贯穿螺栓78的孔114和一个将贯穿螺栓78夹在孔内的螺钉116。所示的附加弹性接触片118和120被导电连接在贯穿螺栓102和104上。

图4和图5示出了其中一个弹性接触片的侧视和端视图。每个弹性接触片24都带有一个第一部分122和一个第二部分124，第一部分122环绕其中一个贯穿螺栓，第二部分124在通常径向上有弹性。螺母126螺纹连接在其中一个贯穿螺栓上并带有一个部分128，该部分128滚压在弹性接触片的圆形部分122上，以便将它机械地固定在螺母上。

图6是图2所示的其中一个径向汇流件56的局部剖面图和其中两个二极管组42和44的剖面图。二极管组带有陶瓷环130和132。每个陶瓷环都有相对而立的凹槽用以容纳二极管组板件134，136，138和140。半导体材料142和144位于各个二极管组的板件之间。与二极管组同轴的径向汇流件56的第一部分146带有一对凸起148和150。每个凸起都伸入相邻二极管组的一个凹槽内，并在凹槽内与二极管组板件导电和导热接触。径向汇流件56的第二部分152从叠置的二极管组和汇流件中径向向外伸出。

图7是一个示意性示图，示出了图2和图3所示整流器组件的元件的电接线图。

很明显，本发明提供了一个带有一组盘形二极管组的旋转整流器组件，二极管组沿旋转轴的中心线排列以便将组件旋转而作用于二极管上的力减至最小。在最佳实施例中，对二极管极板的导电连接是通过压力接触实现的。也用作汇流件的五个贯穿螺栓中的三个提供了这个压力。排列二极管组使得相邻的二极管有电路的共同性。二极管之间的径向汇流件将电流和热量径向向外输送到五个螺栓上。径向汇流件和贯穿螺栓间的导电导热连接是使用一个提供压力的小螺钉形成的压力连接。

使冷却流体或冷却油通过五个贯穿螺栓的中心螺纹孔。因组件在高速旋转中必须承受高液压而将整个组件浸在冷却油里时，最好使用其它冷却技术。贯穿螺栓的中心孔是带螺纹的以增加冷却效率。在冷却剂通过螺栓后，它径向向外喷洒洒冲击到一个在轴内径上升起的环上。这样，冷却剂向外离心喷洒到喷嘴上以冷却旋转场线圈。

如图1所示，整个整流器组件插入轴内。由弹簧接触片形成导电连接，弹簧接触片构成一个有五个穿通接线柱为电路，这五个穿通接线柱连接在类似于功率继电器上使用的接点上。用于与现场连接的穿通接线柱使整流器组件极化，并由一个由弹簧作用抵住短轴的螺栓固定在位。

尽管结合目前为止被认为是最佳实施例对本发明进行了描述，很明显熟知本技术的人可以在本发明范围内进行多种改进。所以附加的权利要求书覆盖了这种改进。

Claims (8)

1、一种用于发电机转子中的整流器组件(12)，所述组件包括：一组在同一轴(14)上叠置的通常为盘形的二极管组(42、44、46、48、50、52)；一组由导电导热材料制成的径向汇流件(54，56，58，60，62，64，66)，每个所述径向汇流件都有一个第一部分(68)和一个第二部分(70)，第一部分(68)位于沿所述轴的二极管组中的至少一个二极管的附近，而第二部分(70)则从叠置的二极管组中径向向外延伸；位于所述叠置件相对端部第一和第二端部件(72)，(74)；其特征在于一组导电导热的贯穿螺栓(76，78)在所述第一和第二端部件之间延伸；每个贯穿螺栓都有一个容纳冷却剂的纵向孔(80，82)；使第一和第二端部件之间的选择出的几个贯穿螺栓处于张力状态的装置(84)，可以轴向压缩所述叠置件；将每个所述径向汇流件与其中一个贯穿螺栓导电连接的装置(86，88)；和将每个所述贯穿螺栓与外部电路导电连接的装置(24，28)。

2、根据权利要求1所述的整流器组件，其特征在于将每个所述径向汇流件导电连接于其中一个贯穿螺栓的装置在每个所述径向汇流件的第二部分有一个孔（86），用于容纳其中一个贯穿螺栓;和将一个贯穿螺栓的一部分卡在所述孔中的基装置（88）。

3、根据权利要求1所述的整流器组件，其特征在于将每个所述贯穿螺栓导电连接于外部电路的所述装置的特征在于有一组在径向上有弹性的弹簧接触片（24，28）;和将每个弹性接触片导电及机械连接于其中一个贯穿螺栓上的装置（126）。

4、根据权利要求3所述的整流器组件，其特征在于每个所述弹性接触片包括环绕其中一个贯穿螺栓的弹性垫圈（122），和将每个弹性接触片导电及机械连接于其中一个贯穿螺栓上的装置包括螺纹连接于其中一个所述贯穿螺栓的螺母（126），其中所述螺母的一部分滚压在弹性垫圈的一部分上。

5、根据权利要求1所述的整流器组件，其特征在于每个贯穿螺栓都有一组在纵向孔内的螺纹（96）。

6、根据权利要求1所述的整流器组件，其特征在于所述第一端部件有一组冷却剂通道（92，94），每个所述冷却剂通道都与其中一个贯穿螺栓的纵向孔对准。

7、根据权利要求6所述的整流器组件，其特征在于盘（100）位于所述第二端部件附近并径向延伸超出每个贯穿螺栓的纵向孔。

8、根据权利要求1所述的整流器组件，其特征在于每个二极管都有一对相对而的凹槽，每个径向汇流件的第一部分都有一个伸入其中一个凹槽内的凸起。

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