CN104979959B - 油冷变频交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油冷变频交流发电机，包括空心轴、主定子壳体和后端盖壳体，空心轴依次设有与其同轴设置的主发电机、主励磁机和永磁副励磁机，后端盖壳体另一端设有滑油泵总成，空心轴通过空心的花键轴与滑油泵总成相连，主定子壳体和后端盖壳体上设有油箱，空心轴位于动力输入端的端部侧壁上均布有喷油口，空心轴的动力输入端通过动密封与主定子壳体密封相连，主发电机的主发电机定子设有与滑油泵总成相连通的油路，油箱、滑油泵总成、花键轴、空心轴、喷油口、主发电机、主励磁机、永磁副励磁机形成连通的油路。本发明具有使飞机电源可靠性高、重量轻、体积小、供电质量高和维护方便的特点，可以广泛应用于飞机电源。

Description

油冷变频交流发电机

技术领域

本发明涉及飞机电源系统，特别是涉及一种油冷变频交流发电机。

背景技术

现代飞机电源系统一般由主电源系统、二次电源和应急电源等组成。主电源系统是飞机上全部电源负载的能源。现代大型飞机机载设备较多，用电量日益增加，飞机对电源系统的依赖性越来越大，飞机电源系统工作的可靠性、供电质量、重量等直接影响到飞机的安全和性能。因此要求飞机电源系统可靠性高、重量轻、体积小、供电质量高和维护方便等。目前飞机交流发电机按冷却方式主要是风冷发电机，然而这种冷却方式使电源系统可靠性差、重量和体积过大以及维护不方便。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种油冷变频交流发电机，具有使飞机电源系统可靠性高、重量轻、体积小、供电质量高和维护方便的特点。

本发明提供的一种油冷变频交流发电机，包括与发动机传动端相连的空心轴，所述空心轴套设有分别通过空心轴轴承与其同轴相连的主定子壳体和后端盖壳体，所述主定子壳体和后端盖壳体分别设于空心轴的动力输入端和动力输出端、且主定子壳体和后端盖壳体一端通过螺栓固定，所述空心轴由动力输入端到动力输出端依次设有与其同轴设置的主发电机、主励磁机和永磁副励磁机，所述主发电机、主励磁机和永磁副励磁机依次电连接，所述后端盖壳体另一端设有滑油泵总成，所述空心轴动力输出端通过空心的花键轴与滑油泵总成的动力输入端相连，所述主定子壳体和后端盖壳体的底部侧壁上设有油箱，所述空心轴位于动力输入端的端部侧壁上均布有喷油口，所述空心轴的动力输入端通过动密封与主定子壳体密封相连，所述主发电机的主发电机定子设有与滑油泵总成相连通的油路，所述油箱、滑油泵总成、花键轴、空心轴、喷油口、主发电机定子和主发电机转子之间的空腔、主励磁机定子和主励磁机转子之间的空腔、以及永磁副励磁机转子和永磁副励磁机定子之间的空腔形成连通的油路。

在上述技术方案中，所述滑油泵总成具有与后端盖壳体另一端相连的泵体，所述泵体内设有通过泵体轴承与其同轴相连的空心泵动力轴，所述空心泵动力轴的一端设有与其同轴固定的从动齿轮，所述从动齿轮下方设有与其啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮通过位于其中心的通孔与花键轴花键连接，所述驱动齿轮的通孔与花键轴之间设有驱动齿轮密封圈，所述泵体内设有与花键轴相连的泵体轴承，所述空心泵动力轴的另一端设有与其同轴配合、固定于泵体内的泵端板，所述泵端板与空心泵动力轴之间设有密封套，所述泵端板外侧设有固定于泵体内的泵盖，所述泵盖侧壁设有泵盖密封圈，所述泵端板与泵盖之间设有隔离部件，所述泵盖的空腔、空心泵动力轴、泵体、靠近从动齿轮的泵体空腔、以及花键轴形成连通的油路。

在上述技术方案中，所述空心泵动力轴的一端同轴设有空心轴头，所述空心轴头的直径小于空心泵动力轴的直径，所述空心轴头通过固定螺帽将从动齿轮固定于空心泵动力轴上，所述空心轴头与空心泵动力轴相连通。

在上述技术方案中，所述隔离部件包括位于泵端板与泵盖之间的碟形弹簧，所述碟形弹簧设有让空心泵动力轴的一端穿过的中心孔。

在上述技术方案中，所述碟形弹簧两侧分别设有用于调整轴向间隙的尾部泵调整环垫和头部泵调整环垫，所述头部泵调整环垫位于泵端板与碟形弹簧之间，所述尾部泵调整环垫位于碟形弹簧与泵盖之间。

在上述技术方案中，所述滑油泵总成还具有设于泵体底部的油滤器，所述油滤器中的油路与泵体中的油路相连通。

在上述技术方案中，所述滑油泵总成还具有设于泵体侧壁的定位销，所述定位销一端设有固定于泵体内的挡圈。

在上述技术方案中，所述花键轴由多节花键分节轴串联而成，相邻两件花键分节轴之间设有花键轴密封圈。

在上述技术方案中，所述滑油泵总成还包括控制滑油流量和压力的调节和溢流阀。

在上述技术方案中，所述主发电机、主励磁机和永磁副励磁机均为高饱和导磁材料电机，所述主发电机定子和主发电机转子的齿部磁密相同，所述主励磁机定子和主励磁机转子的齿部磁密相同，所述永磁副励磁机转子和永磁副励磁机定子的齿部磁密相同。

本发明油冷变频交流发电机，具有以下有益效果：发电机在未工作前，将冷却滑油由外部的滑油泵泵端的加油孔压入油箱内，通过液位显示牌显示油箱内的滑油直至达到设定值。当发电机随发动机工作后，由滑油泵总成将滑油从油箱内抽出经过油滤器后通过软管送到外部的散热器。

经过散热器冷却后的滑油重新回到滑油泵总成中再进入主发电机定子的循环油路内冷却主发电机定子，然后进入管阀组件再回到滑油泵总成中，由滑油泵总成进入空心轴内，从空心轴的喷油口喷出雾状滑油，依次冷却主发电机定子、主发电机转子、主转子铁芯组件、主励磁机定子、主励磁机定子铁芯组件、主励磁机转子、主励磁机转子铁芯组件、永磁副励磁机转子和永磁副励磁机定子，然后在自身重力的作用下流到主定子壳体的底部重新回到滑油泵总成中，再从滑油泵总成进入油气分离器，经过油气分离之后，分离后的滑油回到油箱内，空气进入主定子壳体内腔。

本发明具有使飞机电源系统可靠性高、重量轻、体积小、供电质量高和维护方便的特点。

附图说明

图1为本发明油冷变频交流发电机的整体结构示意图；

图2为本发明油冷变频交流发电机中的滑油泵总成结构示意图；

图3为本发明油冷变频交流发电机中的滑油泵总成油路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

参见图1，本发明油冷变频交流发电机，包括与发动机传动端(图中未示出)相连的空心轴6，所述空心轴6套设有分别通过空心轴轴承3与其同轴相连的主定子壳体2和后端盖壳体8，所述主定子壳体2和后端盖壳体8分别设于空心轴6的动力输入端和动力输出端、且主定子壳体2和后端盖壳体8一端通过螺栓固定，所述空心轴6由动力输入端到动力输出端依次设有与其同轴设置的主发电机、主励磁机和永磁副励磁机，所述主发电机、主励磁机和永磁副励磁机依次电连接，所述后端盖壳体8另一端设有滑油泵总成12，所述空心轴6动力输出端通过空心的花键轴13与滑油泵总成12的动力输入端相连，所述主定子壳体2和后端盖壳体8的底部侧壁上设有油箱14，所述空心轴6位于动力输入端的端部侧壁上均布有喷油口6.1，所述空心轴6的动力输入端通过动密封1与主定子壳体2密封相连，所述主发电机的主发电机定子4设有与滑油泵总成12相连通的油路，所述油箱14、滑油泵总成12、花键轴13、空心轴6、喷油口6.1、主发电机定子4和主发电机转子5之间的空腔、主励磁机定子7和主励磁机转子9之间的空腔、以及永磁副励磁机转子11和永磁副励磁机定子10之间的空腔形成连通的油路。

参见图2，所述滑油泵总成12具有与后端盖壳体8另一端相连的泵体12.4，所述泵体12.4内设有通过泵体轴承(图中未示出)与其同轴相连的空心泵动力轴12.14，所述空心泵动力轴12.14的一端设有与其同轴固定的从动齿轮12.2，所述从动齿轮12.2下方设有与其啮合的驱动齿轮12.11，所述驱动齿轮12.11通过位于其中心的通孔与花键轴13花键连接，所述驱动齿轮12.11的通孔与花键轴13之间设有驱动齿轮密封圈12.12，所述泵体12.4内设有与花键轴13相连的泵体轴承12.19，所述空心泵动力轴12.14的另一端设有与其同轴配合、固定于泵体12.4内的泵端板12.15，所述泵端板12.15与空心泵动力轴12.14之间设有密封套12.18，所述泵端板12.15外侧设有固定于泵体12.4内的泵盖12.9，所述泵盖12.9侧壁设有泵盖密封圈12.10，所述泵端板12.15与泵盖12.9之间设有隔离部件，所述泵盖12.9的空腔、空心泵动力轴12.14、泵体12.4、靠近从动齿轮12.2的泵体12.4空腔、以及花键轴13形成连通的油路。

所述空心泵动力轴12.14的一端同轴设有空心轴头12.17，所述空心轴头12.17的直径小于空心泵动力轴12.14的直径，所述空心轴头12.17通过固定螺帽12.1将从动齿轮12.2固定于空心泵动力轴12.14上，所述空心轴头12.17与空心泵动力轴12.14相连通。

所述隔离部件包括位于泵端板12.15与泵盖12.9之间的碟形弹簧12.7，所述碟形弹簧12.7设有让空心泵动力轴12.14的一端穿过的中心孔。所述碟形弹簧12.7两侧分别设有用于调整轴向间隙的尾部泵调整环垫12.6和头部泵调整环垫12.8，所述头部泵调整环垫12.8位于泵端板12.15与碟形弹簧12.7之间，所述尾部泵调整环垫12.6位于碟形弹簧12.7与泵盖12.9之间。

所述滑油泵总成12还具有设于泵体12.4底部的油滤器12.16，所述油滤器12.16中的油路与泵体12.4中的油路相连通。

所述滑油泵总成12还具有设于泵体12.4侧壁的定位销12.5，所述定位销12.5一端设有固定于泵体12.4内的挡圈12.3。

所述花键轴13由多节花键分节轴串联而成，相邻两件花键分节轴之间设有花键轴密封圈12.13。

参见图3，所述滑油泵总成12还包括控制滑油流量和压力的调节和溢流阀。

所述主发电机、主励磁机和永磁副励磁机均为高饱和导磁材料电机，所述主发电机定子4和主发电机转子5的齿部磁密相同，所述主励磁机定子7和主励磁机转子9的齿部磁密相同，所述永磁副励磁机转子11和永磁副励磁机定子10的齿部磁密相同。

发电机组件为三级式交流发电机，包括主发电机、主励磁机、永磁副励磁机，发电机在未工作前，将冷却滑油由外部的滑油泵(图中未示出)泵端的加油孔(图中未示出)压入油箱14内，通过液位显示牌显示油箱14内的滑油直至达到设定值。当发电机随发动机工作后，由滑油泵总成12将滑油从油箱14内抽出经过油滤器12.16后通过软管(图中未示出)送到外部的散热器(图中未示出)。

经过散热器冷却后的滑油重新回到滑油泵总成12中再进入主发电机定子4的循环油路内冷却主发电机定子4，然后进入管阀组件再回到滑油泵总成12中，由滑油泵总成12进入空心轴6内，从空心轴6的喷油口6.1喷出雾状滑油，依次冷却主发电机定子4、主发电机转子5、主转子铁芯组件、主励磁机定子7、主励磁机定子铁芯组件、主励磁机转子9、主励磁机转子铁芯组件、永磁副励磁机转子11和永磁副励磁机定子10，然后在自身重力的作用下流到主定子壳体2的底部重新回到滑油泵总成12中，再从滑油泵总成12进入油气分离器，经过油气分离之后，分离后的滑油回到油箱14内，空气进入主定子壳体2内腔。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种油冷变频交流发电机，包括与发动机传动端相连的空心轴(6)，所述空心轴(6)套设有分别通过空心轴轴承(3)与其同轴相连的主定子壳体(2)和后端盖壳体(8)，所述主定子壳体(2)和后端盖壳体(8)分别设于空心轴(6)的动力输入端和动力输出端、且主定子壳体(2)和后端盖壳体(8)一端通过螺栓固定，所述空心轴(6)由动力输入端到动力输出端依次设有与其同轴设置的主发电机、主励磁机和永磁副励磁机，所述主发电机、主励磁机和永磁副励磁机依次电连接，其特征在于：所述后端盖壳体(8)另一端设有滑油泵总成(12)，所述空心轴(6)动力输出端通过空心的花键轴(13)与滑油泵总成(12)的动力输入端相连，所述主定子壳体(2)和后端盖壳体(8)的底部侧壁上设有油箱(14)，所述空心轴(6)位于动力输入端的端部侧壁上均布有喷油口(6.1)，所述空心轴(6)的动力输入端通过动密封(1)与主定子壳体(2)密封相连，所述主发电机的主发电机定子(4)设有与滑油泵总成(12)相连通的油路，所述油箱(14)、滑油泵总成(12)、花键轴(13)、空心轴(6)、喷油口(6.1)、主发电机定子(4)和主发电机转子(5)之间的空腔、主励磁机定子(7)和主励磁机转子(9)之间的空腔、以及永磁副励磁机转子(11)和永磁副励磁机定子(10)之间的空腔形成连通的油路，所述滑油泵总成(12)具有与后端盖壳体(8)另一端相连的泵体(12.4)，所述泵体(12.4)内设有通过泵体轴承与其同轴相连的空心泵动力轴(12.14)，所述空心泵动力轴(12.14)的一端设有与其同轴固定的从动齿轮(12.2)，所述从动齿轮(12.2)下方设有与其啮合的驱动齿轮(12.11)，所述驱动齿轮(12.11)通过位于其中心的通孔与花键轴(13)花键连接，所述驱动齿轮(12.11)的通孔与花键轴(13)之间设有驱动齿轮密封圈(12.12)，所述泵体(12.4)内设有与花键轴(13)相连的泵体轴承(12.19)，所述空心泵动力轴(12.14)的另一端设有与其同轴配合、固定于泵体(12.4)内的泵端板(12.15)，所述泵端板(12.15)与空心泵动力轴(12.14)之间设有密封套(12.18)，所述泵端板(12.15)外侧设有固定于泵体(12.4)内的泵盖(12.9)，所述泵盖(12.9)侧壁设有泵盖密封圈(12.10)，所述泵端板(12.15)与泵盖(12.9)之间设有隔离部件，所述泵盖(12.9)的空腔、空心泵动力轴(12.14)、泵体(12.4)、靠近从动齿轮(12.2)的泵体(12.4)空腔、以及花键轴(13)形成连通的油路，所述空心泵动力轴(12.14)的一端同轴设有空心轴头(12.17)，所述空心轴头(12.17)的直径小于空心泵动力轴(12.14)的直径，所述空心轴头(12.17)通过固定螺帽(12.1)将从动齿轮(12.2)固定于空心泵动力轴(12.14)上，所述空心轴头(12.17)与空心泵动力轴(12.14)相连通，所述隔离部件包括位于泵端板(12.15)与泵盖(12.9)之间的碟形弹簧(12.7)，所述碟形弹簧(12.7)设有让空心泵动力轴(12.14)的一端穿过的中心孔，所述碟形弹簧(12.7)两侧分别设有用于调整轴向间隙的尾部泵调整环垫(12.6)和头部泵调整环垫(12.8)，所述头部泵调整环垫(12.8)位于泵端板(12.15)与碟形弹簧(12.7)之间，所述尾部泵调整环垫(12.6)位于碟形弹簧(12.7)与泵盖(12.9)之间，所述滑油泵总成(12)还具有设于泵体(12.4)底部的油滤器(12.16)，所述油滤器(12.16)中的油路与泵体(12.4)中的油路相连通，所述滑油泵总成(12)还具有设于泵体(12.4)侧壁的定位销(12.5)，所述定位销(12.5)一端设有固定于泵体(12.4)内的挡圈(12.3)。

2.根据权利要求1所述的油冷变频交流发电机，其特征在于：所述花键轴(13)由多节花键分节轴串联而成，相邻两件花键分节轴之间设有花键轴密封圈(12.13)。

3.根据权利要求2所述的油冷变频交流发电机，其特征在于：所述滑油泵总成(12)还包括控制滑油流量和压力的调节和溢流阀。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的油冷变频交流发电机，其特征在于：所述主发电机、主励磁机和永磁副励磁机均为高饱和导磁材料电机，所述主发电机定子(4)和主发电机转子(5)的齿部磁密相同，所述主励磁机定子(7)和主励磁机转子(9)的齿部磁密相同，所述永磁副励磁机转子(11)和永磁副励磁机定子(10)的齿部磁密相同。