CN109462309A - 飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机 - Google Patents

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陈金来
江建华
乔娟
张宝兴
宋中建
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    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Abstract

本发明涉及一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，包括叶轮、螺母、电机轴、端盖、惯性转子、定子电枢、壳体和接线柱，壳体的外侧安装接线柱，壳体内同轴安装电机轴，该电机轴同轴连接惯性转子，该惯性转子位于壳体与电机轴之间；在惯性转子与电机轴之间设置定子电枢，该定子电枢安装在端盖上，该端盖固装在壳体上端；电机轴的上端穿出端盖，并同轴安装叶轮。本发明解决了飞行器惯性平台内部温度不均问题，提高了系统精度，有效保障了飞行器稳定运行，填补了国内该领域的空白。

Description

飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机
技术领域
本发明涉及惯性技术领域，尤其是一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机。
背景技术
一般飞行器惯性平台体积较小、重量轻，内部空间有限，其内部安装有多种机电仪表，工作时这些仪表发热不均，将导致惯性平台内部温度不均，不同位置存在温度梯度，严重影响惯性平台内仪表精度，导致系统输出误差增加，精度下降，飞行器姿态出现偏差，不利于飞行器稳定运行。目前采用微型异步电机，进行通风循环，来均衡惯性平台内温度。异步电机工作原理决定了其工作转速随载荷的变化而变化，在平台工作时，由于异步电机转速不稳定，送风量不稳定，惯性平台内温度不能达到理想的均衡状态。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种能够保证惯性平台内温度处于均衡状态的飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：包括叶轮、螺母、电机轴、端盖、惯性转子、定子电枢、壳体和接线柱，壳体的外侧安装接线柱，壳体内同轴安装电机轴，该电机轴同轴连接惯性转子，该惯性转子位于壳体与电机轴之间；在惯性转子与电机轴之间设置定子电枢，该定子电枢安装在端盖上，该端盖固装在壳体上端；电机轴的上端穿出端盖，并同轴安装叶轮。
而且，所述的电机轴的上端和下端通过轴承与端盖和壳体连接，在端盖轴承和叶轮之间的电机轴上同轴套装一个螺母，该螺母与端盖啮合连接。
而且，所述的轴承采用成对安装的内圈分离型角接触球轴承。
而且，所述的惯性转子由转子支架和磁滞环组成，转子支架采用钛合金或铝合金制作，磁滞环采用整体磁滞合金加工制成，或者采用叠片加工制成。
而且，所述的定子电枢铁芯设计采用非晶态软磁合金。
而且，所述的叶轮材料为高强度聚砜、采用模具整体注塑成型工艺，一次注塑完成叶轮制作。
而且，所述的端盖和壳体采用钛合金材料。
本发明的优点和积极效果是：
本智力成果解决了飞行器惯性平台内部温度不均问题，提高了系统精度，有效保障了飞行器稳定运行，填补了国内该领域的空白。
附图说明
图1是电机的结构图；
图2是惯性转子的结构图；
图3是本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，本电机采用外转子、内定子、隐极结构，见图1。本电机主要包括叶轮(1)、螺母(2)、电机轴(3)、端盖(4)、螺钉(5)、惯性转子(6)、定子电枢(7)、轴承(8)、壳体(9)和接线柱(10)。
壳体(9)的外侧安装接线柱(10)。壳体内同轴安装电机轴(3)，该电机轴同轴连接惯性转子(6)，该惯性转子位于壳体与电机轴之间。惯性转子由转子支架(11)和磁滞环(12)组成，转子支架(11)采用钛合金或铝合金制作，有效降低惯性转子质量，提高飞行器有效载荷。磁滞环(12)可采用整体磁滞合金加工制成，也可采用叠片加工制成，本智力成果中采用整体磁滞合金加工方案，工艺简单。
在惯性转子(6)与电机轴(3)之间设置定子电枢(7)，该定子电枢安装在端盖上。定子电枢(7)铁芯设计采用非晶态软磁合金，进行电机设计，包括电机结构设计、磁路设计、定子电枢(7)槽、齿、轭设计以及绕组设计等。非晶态软磁合金饱和磁密高，可以保证定子齿、轭磁路不饱和，同时非晶态软磁合金交流损耗低，电机功耗低，发热小。绕组采用三相对称绕组，绕组磁动势、电动势以及输出力矩波动小，电机运行平稳，电路图如图3所示。
端盖通过螺钉(5)固装在壳体上端，电机轴的上端穿出端盖。电机轴的上端和下端通过轴承与端盖和壳体连接，在端盖轴承和叶轮之间的电机轴上同轴套装一个螺母，该螺母与端盖啮合连接。
轴承(8)采用成对安装的内圈分离型角接触球轴承，通过调节预紧力来调整轴承刚度，消除轴承圆周方向和轴向间隙，使电机轴(3)获得高的稳定性，同时，在高速旋转时，轴承内、外圈接触角变化小，这就降低了轴承的振动和噪声。
电机轴的上端同轴安装叶轮(1)，该叶轮位于端盖的上方。叶轮(1)材料为高强度聚砜、采用模具整体注塑成型工艺，一次注塑完成叶轮(1)制作，保证叶片尺寸一致性，每个叶片通风量相同，载荷一致，降低叶轮(1)振动及噪声。
本发明中的端盖(4)和壳体(9)采用钛合金材料，满足机械强度的要求下，提高飞行器有效载荷。
本电机的组装方式为：
将接线柱(10)固定在壳体(9)上，同时将轴承(8)装入壳体(9)上的轴承座中。惯性转子(6)压入电机轴(3)。定子电枢(7)安装在端盖(4)上。将带有惯性转子(6)的电机轴(3)装入壳体(9)。将轴承(8)装入电机轴(3)上端。将装有定子电枢(7)的端盖(4)装上，并用螺钉(5)将端盖(4)与壳体(9)固连。螺母(2)拧入端盖(4)并调节轴承刚度。叶轮(1)装入电机轴(3)。
本电机的工作原理为：
叶轮(1)安装在电机轴(3)上，同轴一同旋转，实现通风循环。转子支架(11)、磁滞环(12)组合成惯性转子(6)，见图2所示。定子电枢(7)按控制方式通以一定时序的电流，产生定子电枢(7)旋转磁场，并磁化惯性转子(9)上的磁滞环(12)，磁滞环(12)被磁化成磁极，与定子电枢(7)旋转磁场共同作用，产生电机运转所需的力矩。螺母(2)用于固紧轴承(8)，并调整轴承(8)予载荷。
磁滞同步电机稳态转速正比于电枢电流频率，其转速稳定，加装叶轮后，可以保证送风量稳定不变。另外可以通过改变供电频率，提高或降低电机转速，达到增加或减少送风量，可以有效降低惯性平台内的温度梯度，使惯性平台内温度达到理想的均衡状态。

Claims (7)

1.一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：包括叶轮、螺母、电机轴、端盖、惯性转子、定子电枢、壳体和接线柱，壳体的外侧安装接线柱，壳体内同轴安装电机轴，该电机轴同轴连接惯性转子，该惯性转子位于壳体与电机轴之间；在惯性转子与电机轴之间设置定子电枢，该定子电枢安装在端盖上，该端盖固装在壳体上端；电机轴的上端穿出端盖，并同轴安装叶轮。
2.根据权利要求1所述的一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：所述的电机轴的上端和下端通过轴承与端盖和壳体连接，在端盖轴承和叶轮之间的电机轴上同轴套装一个螺母，该螺母与端盖啮合连接。
3.根据权利要求1所述的一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：所述的轴承采用成对安装的内圈分离型角接触球轴承。
4.根据权利要求1所述的一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：所述的惯性转子由转子支架和磁滞环组成，转子支架采用钛合金或铝合金制作，磁滞环采用整体磁滞合金加工制成，或者采用叠片加工制成。
5.根据权利要求1所述的一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：所述的定子电枢铁芯设计采用非晶态软磁合金。
6.根据权利要求1所述的一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：所述的叶轮材料为高强度聚砜、采用模具整体注塑成型工艺，一次注塑完成叶轮制作。
7.根据权利要求1所述的一种飞行器惯性平台用微型磁滞同步电机，其特征在于：所述的端盖和壳体采用钛合金材料。
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