CN201839179U - 一种航空发电机转子结构 - Google Patents

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敖惠君
赵凡
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Abstract

本实用新型涉及一种航空高速发电机，包括槽楔、三角楔块、励磁绕组、转子铁心、阻尼条、绕组端板支架、端环和阻尼端板；其特征在于：在转子铁心两个极的中间轭部设有燕尾槽，在槽楔3与转子铁心两个极的中间轭部衔接部位设有凸梁，凸梁与燕尾槽相吻合。本实用新型提供的高速航空发电机转子结构解决了高速转子的强度问题，使得转子在高速旋转时，转子铁心及槽楔承力部位增加，减小了转子极靴处的受力，使转子铁心及槽楔的应力分布更加均匀。同时这种槽楔结构具有较大的刚度，使得转子铁心长度对转子的强度影响较小。

Description

一种航空发电机转子结构
技术领域
本实用新型涉及一种航空高速发电机，具体涉及一种高速发电机的转子结构。
背景技术
从飞机电力系统的发展来看，航空发电机的容量需求会越来越大。航空发电机产品应用领域的特殊性，要求发电机有较轻的重量和高的功率密度。所以航空发电机的转速要求越来越高，甚至超过24000r/min。由于航空发电机一般采用三级无刷交流发电机，主发电机为凸极结构，这样电机转子工作时主发转子铁心、励磁绕组、槽楔等产生巨大的离心力作用在槽楔和主发转子极靴上，主发转子极靴局部会产生很大的内应力，主发电机转子的强度问题就很突出，如何解决高转速的转子强度问题已经成为高速航空发电机的关键技术之一。
为了解决高速航空发电机转子的强度问题，国际上各航空电源公司都在寻求各种解决方案。目前主要从两个途径来寻求突破，第一从材料角度，主要是从材料的成份和材料的热处理工艺方面研制高强度的导磁材料，这些工作是由航空发电机的设计公司提出技术要求由材料的供应商来研制。所以对国际上的各航空电源公司来说材料方面的技术水平是一样的。第二是从发电机转子的结构方面寻求解决途径，国际各航空电源公司为解决转子强度提出了各种方案，申请了各自的专利保护技术。但归纳起来解决转子强度的方案有两种。一种方案是在转子外面加高强度合金或碳纤维箍环，箍环与转子过盈装配，这样可以提高转子的整体强度。这也是目前应用最多的解决方案。但是该方案存在以下缺点：1.电机气隙过大，这会导致转子的励磁功率需求大，电机的重量增加。2.箍环表面存在涡流损耗，对转子散热不利。另一种方案是利用转子两端的端环，端环和槽楔进行过盈装配，使得转子在高速旋转时励磁绕组和槽楔产生的离心力由转子的两个端环承担大部分的力。该方案的缺点是受转子的轴向长度、电机容量和极对数的限制。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出一种航空发电机转子结构，通过对转子铁心和槽楔结构的特殊设计，提出解决高速发电机转子强度问题的新方法，克服现有技术中的某些缺点。
技术方案
一种航空发电机转子结构，包括槽楔1、三角楔块2、励磁绕组3、转子铁心4、阻尼条5、绕组端板支架6、端环7和阻尼端板8；其特征在于：在转子铁心4两个极的中间轭部设有燕尾槽46，在槽楔3与转子铁心4两个极的中间轭部衔接部位设有凸梁12，凸梁12与燕尾槽相吻合。
有益效果
本实用新型提出的航空发电机转子结构，优点在于：
1、本实用新型提供的高速航空发电机转子结构解决了高速转子的强度问题，使得转子在高速旋转时，转子铁心及槽楔承力部位增加，减小了转子极靴处的受力，使转子铁心及槽楔的应力分布更加均匀。同时这种槽楔结构具有较大的刚度，使得转子铁心长度对转子的强度影响较小。
2、本实用新型提供的高速航空发电机转子槽楔结构，可以使电机转子有较小的气隙，减小励磁功率需求，减轻电机的重量。
附图说明
图1：实用新型的航空发电机转子结构示意图
图2：实用新型的发电机转子的铁心结构示意图
图3：实用新型的发电机转子槽楔结构图
1-槽楔，2-三角楔块，3-励磁绕组，4-转子铁心，5-阻尼条，6-绕组端板支架，7-端环，8-阻尼端板，12-凸梁，42-转子铁心孔，44-转子冲片，46-燕尾槽。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本实施例的航空发电机转子结构：转子铁心4有一个与轴配合的转子铁心孔42，转子铁心4是由转子冲片44叠压而成，在转子铁心的两个端部各有一块阻尼端板8，在转子上布置有阻尼条5和阻尼端板8焊接在一体。在阻尼端板两端安装有绕组端板支架6。在绕组端板支架6和转子铁心4的极身上各布置一个励磁绕组线圈。在转子相邻两极之间布置有一个槽楔1，槽楔的作用是固定转子的励磁绕组8，槽楔上和励磁绕组接触的两个面各压紧励磁绕组的一个面，槽楔的上部两个面分别与转子两个极的极靴面配合。槽楔伸出铁心的两个端面将励磁绕组的端部固定住，然后通过转子铁心两端的两个端环7过盈压装在槽楔1和绕组端板支架6上，将槽楔的两个端部和绕组支架箍住。在励磁绕组与槽楔之间设置有三角楔块2将励磁绕组3压紧。
在转子铁心4的两个极的中间轭部增加了一个燕尾槽46，在常规槽楔的下部增加了一个凸梁12，在槽楔装配时，该槽楔的凸梁和转子轭部的燕尾槽相配合，转子在高速旋转时，励磁绕组2、三角楔块2等的离心力会作用在槽楔1上，同时通过槽楔1将这些力与槽楔自身的离心力传递到转子极靴和转子轭部的燕尾槽46部位，使得转子极靴部位和轭部的燕尾槽46都承受槽楔1、励磁绕组3、三角楔块2的离心力。会使极靴部位的受力情况得到改善，使转子极靴和转子极身的交角处产生的内应力减小，提高转子强度。而现有的转子结构技术特征是：转子在高速旋转时，励磁绕组、楔块等的离心力会作用在槽楔上，通过槽楔将这些力与槽楔自身的离心力传递到转子极靴上，会使转子极靴和转子极身的交角处产生很大的内应力，易使转子材料发生失效。
通过在转子两极之间的转子轭部增加一个燕尾槽，同时在转子槽楔中心部位设置一个凸梁，该凸梁和转子轭部的燕尾槽相配合。这样增加槽楔和转子铁心的约束。在转子工作时转子轭部的燕尾槽承受一部分的离心力，使得转子极靴部位的承力减小。这样有利于提高转子的强度。
转子槽楔与转子极靴装配接触的同时转子槽楔与转子极间的轭部也发生接触关系。这样转子高速旋转时，槽楔受到转子极靴和转子轭部沿径向方向的约束，槽楔、转子励磁绕组和楔块等的离心力作用到转子铁心的极靴和转子极间的轭部燕尾槽内，使槽楔等的离心力由转子轭部的燕尾槽和转子极靴共同承担。这样减小了转子极靴所受的弯矩应力，提高转子铁心的强度。

Claims (1)

1.一种航空发电机转子结构，包括槽楔(1)、三角楔块(2)、励磁绕组(3)、转子铁心(4)、阻尼条(5)、绕组端板支架(6)、端环(7)和阻尼端板(8)；其特征在于：在转子铁心(4)两个极的中间轭部设有燕尾槽(46)，在槽楔(3)与转子铁心(4)两个极的中间轭部衔接部位设有凸梁(12)，凸梁(12)与燕尾槽(46相吻合。 
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