CN212508454U - 一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，由涡轮发动机、启发电机和启发电机固定座部件三大部件组成；所述涡轮发动机还包括有涡轮发动机主轴、离心式压气机和叶轮罩壳；所述启发电机还包括有启发电机转子、启发电机静子部件、启发电机导线。本实用新型的优点：一、本启发电机与发动机工作是等高发电机，不需要减速器，同时发电机不需要额外高速轴承支撑，启发电机转子与发动机叶轮前螺母做成一体式，不仅可以旋紧发动机叶轮，又可以将发电机转子和磁钢固定在里面；二、本启发电机相比于低速有刷电机，具有寿命长、可靠性高、发电功率密度大的优势。

Description

一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置

技术领域

本实用新型涉及微小型涡轮发动机技术领域，特别是涉及一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置。

背景技术

微小型航空涡轮发动机可以分为微小型涡喷发动机、微小型涡桨发动机和微小型涡轴发动机等；目前，在用的微小型航空涡轮发动机中大部分只带有启动电机。在微小型航空涡轮发动机开始启动时通过机载电源驱动启动电机工作通过启动电机离合器带动压气机叶轮转子旋转直至微小型航空涡轮发动机加速到怠速状态，之后启动电机自动脱离压气机叶轮转子。早期，在大型涡轮发动机上使用较为广泛的是通过液压、气压等机械传动方式作为主要发展方向；伴随电力系统及高密集型电路的研制发展，将电力系统于传统的液压及气压机械传动相结合，从而作为微小型航空涡轮发动机在前启动状态的主要启动动力系统。

微小型航空涡轮发动机启动成功后启动电机没有发挥额外作用，甚至是微小型航空涡轮发动机的重量上的累赘，特别是影响微小型航空涡轮发动机的续航及耗油率；由于启动电机与微小型航空涡轮发动机转子驱动连接是通过超越离合器实现的，经常频繁启动严重影响离合器的寿命，甚至影响到微小型航空涡轮发动机启动成功概率；随着微小型航空涡轮发动机工作时间的增加，且机载设备用电功耗的增加，机载电池往往并不能支持长时间大功率供电的要求，对微小型航空涡轮发动机发电输出有了更加迫切的要求。

本实用新型提出了一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，基于上述情况，本实用新型启发电机能够解决上述痛点，通过机载小容量电池供电带动起发电机转动，直至微小型涡轮发动机加速到怠速，然后启发电机将进入发电模式，发出来的交流电通过整流器处理后给到电池充电及机载设备工作供电。本启发电机是与微小型涡轮发动机工作等转速高速发电机，不需要减速器，发电机不需要额外高速轴承支撑，启发电机转子与微小型涡轮发动机叶轮前螺母做成一体，既可以拧紧微小型涡轮发动机叶轮，又将发电机转子包括磁钢固定在里面，启发电机定子固定在电机座上面，电机座通过支撑架与微小型涡轮发动机叶轮罩壳螺栓连接固定，方便装拆维修；本启发电机相比于低速有刷电机，具有寿命长、可靠性高、发电功率密度大的优势；本启发电机不需要单独液冷、可直接通过冷却孔将启发电机产生的热量带走，省去了单独冷却的管路设备，使用便捷。

实用新型内容

本实用新型提出了一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，通过机载小容量电池供电带动起发电机转动，直至微小型涡轮发动机加速到怠速，然后启发电机将进入发电模式，发出来的交流电通过整流器处理后给到电池充电及机载设备工作供电。本启发电机是与微小型涡轮发动机工作等转速高速发电机，不需要减速器，发电机不需要额外高速轴承支撑，启发电机转子与微小型涡轮发动机叶轮前螺母做成一体，既可以拧紧微小型涡轮发动机叶轮，又将发电机转子包括磁钢固定在里面，启发电机定子固定在电机座上面，电机座通过支撑架与微小型涡轮发动机叶轮罩壳螺栓连接固定，方便装拆维修；本启发电机相比于低速有刷电机，具有寿命长、可靠性高、发电功率密度大的优势；本启发电机不需要单独液冷、可直接通过冷却孔将启发电机产生的热量带走，省去了单独冷却的管路设备，使用便捷。

本实用新型采用的一种技术方案是：

一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，由涡轮发动机、启发电机和启发电机固定座部件三大部件组成；所述涡轮发动机还包括有涡轮发动机主轴、离心式压气机和叶轮罩壳，所述涡轮发动机主轴套设于所述离心式压气机中心通孔内，所述离心式压气机设于所述叶轮罩壳内；所述启发电机还包括有启发电机转子、启发电机静子部件、启发电机导线，所述启发电机转子与所述涡轮发动机主轴相连，所述启发电机转子设于所述启发电机静子部件内。

进一步，所述涡轮发动机主轴的末端设有螺纹孔，螺纹旋向与所述离心式压气机的旋转方向相反。

进一步，所述启发电机转子还包括有磁钢，所述磁钢设于所述启发电机转子内，所述启发电机转子与所述离心式压气机前螺母为一体式。

进一步，所述启发电机转子内设有内螺纹孔，所述启发电机转子与所述涡轮发动机主轴通过螺纹连接相连。

进一步，所述启发电机静子部件是由多组金属线圈包裹而成，所述启发电机静子部件上开设有空气冷却孔，所述启发电机静子部件的线圈与导线相连。

进一步，所述启发电机固定座部件还包括有启发电机固定座和支撑架，所述启发电机静子部件设于所述启发电机固定座上，所述启发电机固定座通过所述支撑架连接固定，所述支撑架与所述叶轮罩壳相连，所述启发电机固定座上开有通孔a，所述通孔a与所述空气冷却孔为同心通孔。

进一步，所述支撑架内设有导线孔a和固定螺钉孔a，所述导线孔a和所述固定螺钉孔a为通孔，所述支撑架外表面具有一定弧度。

进一步，所述叶轮罩壳开有导线孔b和固定螺钉孔b，所述支撑架与所述叶轮罩壳通过螺钉相连。

进一步，所述启发电机固定座还包括有启发电机固定螺栓，所述启发电机固定螺栓与所述启发电机固定座相连。

进一步，所述启发电机导线还包括有启发电机导线a、启发电机导线b、启发电机导线c，所述启发电机导线a、启发电机导线b、启发电机导线c分别从所述支撑架内设有的所述导线孔a内穿过，再从所述导线孔b穿出。

进一步，所述启发电机为三相交流无刷电机。

本实用新型专利的有益效果是：

1、本实用新型通过机载小容量电池供电带动起发电机转动，直至微小型涡轮发动机加速到怠速，然后启发电机将进入发电模式，发出来的交流电通过整流器处理后给到电池充电及机载设备工作供电。

2、本实用新型启发电机是与微小型涡轮发动机工作等转速高速发电机，不需要减速器，发电机不需要额外高速轴承支撑，启发电机转子与微小型涡轮发动机叶轮前螺母做成一体，既可以拧紧微小型涡轮发动机叶轮，又将发电机转子包括磁钢固定在里面，启发电机定子固定在电机座上面，电机座通过支撑架与微小型涡轮发动机叶轮罩壳螺栓连接固定，方便装拆维修。

3、本实用新型启发电机相比于低速有刷电机，具有寿命长、可靠性高、发电功率密度大的优势；本启发电机不需要单独液冷、可直接通过冷却孔将启发电机产生的热量带走，省去了单独冷却的管路设备，使用便捷。

4、本实用新型启发电机固定座具有空气动力学设计，使进气道气流流通顺畅，流动阻力小的特点。

附图说明

图1是本实用新型的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置示意图；

图2是本实用新型的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置局部放大示意图；

图3是本实用新型的启发电机转子部件及启发电机静子部件示意图；

图4是本实用新型的启发电机固定座部件及叶轮罩壳示意图；

图5是本实用新型的启发电机固定座示意图；

图6是本实用新型的启发电机局部示意图；

附图中各部件的标记如下：

1：涡轮发动机、11：涡轮发动机主轴、12：离心式压气机、13：叶轮罩壳；2：启发电机；21：启发电机转子、22：启发电机静子部件、23：启发电机导线、24：磁钢、25：金属线圈、26：空气冷却孔、27：导线、28：启发电机导线a、29：启发电机导线b、210：启发电机导线c；3：启发电机固定座部件、31：启发电机固定座、32：支撑架、33：空气冷却通孔a、34：导线孔 a、35：固定螺钉孔a、36：导线孔b、37：固定螺钉孔b、38：启发电机固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-6所示，本实施例中的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，由涡轮发动机1、启发电机2和启发电机固定座部件3三大部件组成；所述涡轮发动机1还包括有涡轮发动机主轴11、离心式压气机12和叶轮罩壳13，所述涡轮发动机主轴11套设于所述离心式压气机12中心通孔内，所述离心式压气机 12设于所述叶轮罩壳13内；所述启发电机2还包括有启发电机转子21、启发电机静子部件22、启发电机导线23，所述启发电机转子21与所述涡轮发动机主轴11相连，所述启发电机转子21设于所述启发电机静子部件22内；

本实施例中，所述涡轮发动机主轴11的末端设有螺纹孔，螺纹旋向与所述离心式压气机12的旋转方向相反；

进一步，所述启发电机转子21还包括有磁钢24，所述磁钢24设于所述启发电机转子21内，所述启发电机转子21与所述离心式压气机12前螺母为一体式，减少结构的重量，还能拧紧所述离心式压气机12；

进一步，所述启发电机转子21内设有内螺纹孔，所述启发电机转子与所述涡轮发动机主轴11通过螺纹连接相连，使得所述涡轮发动机1与所述启发电机2具有相同的转速，保证所述启发电机2与所述涡轮发动机1工作时不会发生脱离；

进一步，所述启发电机静子部件22是由多组金属线圈25包裹而成，所述启发电机静子部件22上开设有空气冷却孔26，所述启发电机2不需要单独液冷，在涡轮发动机1在工作过程中通过空气冷却孔26直接将启发电机2内产生的热量带走，减少了单独冷却的管路设备，所述启发电机静子部件22的线圈与导线27相连，保证启发电机2形成闭合回路正常工作；

进一步，所述启发电机固定座部件3还包括有启发电机固定座31和支撑架 32，所述启发电机静子部件22设于所述启发电机固定座31上，所述启发电机固定座31通过所述支撑架32连接固定，所述支撑架32与所述叶轮罩壳13相连，所述启发电机固定座31上开有通孔a33，所述通孔a33与所述空气冷却孔26为同心通孔，可以为所述启发电机2在工作中冷却降温，提高使用寿命，提高工作效率；

进一步，所述支撑架32内设有导线孔a34和固定螺钉孔a35，所述导线孔 a34和所述固定螺钉孔a35均为通孔，将所有电力线路预设于所述涡轮发动机1 内部，减少在外部造成的裸露而造成的气动问题，所述支撑架32外表面具有一定弧度，使得进来的气流流通顺畅，减少流动阻力；

进一步，所述叶轮罩壳开有导线孔b36和固定螺钉孔b37，所述支撑架32 与所述叶轮罩壳13通过螺钉相连，所述启发电机固定座31通过三个所述支撑架32与所述叶轮罩壳13通过螺栓连接固定，三个所述支撑架32各间距为 120°，方便装拆维修；

进一步，所述启发电机固定座31还包括有启发电机固定螺栓38，所述启发电机固定螺栓38与所述启发电机固定座31相连，所述启发电机固定螺栓38 将所述启发电机静子部件22固定；

进一步，所述启发电机导线23还包括有启发电机导线a28、启发电机导线 b29、启发电机导线c210，所述启发电机导线a28、启发电机导线b29、启发电机导线c210分别从所述支撑架32内设有的所述导线孔a28穿过，再从所述导线孔b36穿出；

进一步，所述启发电机2为三相交流无刷电机，所述启发电机2相比于低速有刷电机，具有寿命长、可靠性高、发电功率密度大的优势。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，由涡轮发动机(1)、启发电机(2)和启发电机固定座部件(3)三大部件组成；其特征在于：所述涡轮发动机(1)还包括有涡轮发动机主轴(11)、离心式压气机(12)和叶轮罩壳(13)，所述涡轮发动机主轴(11)套设于所述离心式压气机(12)中心通孔内，所述离心式压气机(12)设于所述叶轮罩壳(13)内；所述启发电机(2)还包括有启发电机转子(21)、启发电机静子部件(22)、启发电机导线(23)，所述启发电机转子(21)与所述涡轮发动机主轴(11)相连，所述启发电机转子(21)设于所述启发电机静子部件(22)内。

2.根据权利要求1所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述涡轮发动机主轴(11)的末端设有螺纹孔，螺纹旋向与所述离心式压气机(12)的旋转方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述启发电机转子(21)还包括有磁钢(24)，所述磁钢(24)设于所述启发电机转子(21)内，所述启发电机转子(21)与所述离心式压气机(12)前螺母为一体式。

4.根据权利要求1所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述启发电机转子(21)内设有内螺纹孔，所述启发电机转子(21)与所述涡轮发动机主轴(11)通过螺纹连接相连。

5.根据权利要求1所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述启发电机静子部件(22)是由多组金属线圈(25)包裹而成，所述启发电机静子部件(22)上开设有空气冷却孔(26)，所述启发电机静子部件(22)的线圈与导线(27)相连。

6.根据权利要求5所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述启发电机固定座部件(3)还包括有启发电机固定座(31)和支撑架(32)，所述启发电机静子部件(22)设于所述启发电机固定座(31)上，所述启发电机固定座(31)通过所述支撑架(32)连接固定，所述支撑架(32)与所述叶轮罩壳(13)相连，所述启发电机固定座(31)上开有通孔a(33)，所述通孔a(33)与所述空气冷却孔(26)为同心通孔。

7.根据权利要求6所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述支撑架(32)内设有导线孔a(34)和固定螺钉孔a(35)，所述导线孔a(34)和所述固定螺钉孔a(35)均为通孔，所述支撑架(32)外表面具有一定弧度。

8.根据权利要求6所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述叶轮罩壳(13)开有导线孔b(36)和固定螺钉孔b(37)，所述支撑架(32)与所述叶轮罩壳(13)通过螺钉相连。

9.根据权利要求6所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述启发电机固定座(31)还包括有启发电机固定螺栓(38)，所述启发电机固定螺栓(38)与所述启发电机固定座(31)相连。

10.根据权利要求6所述的一种新型微小型涡轮发动机启发电机装置，其特征在于：所述启发电机导线(23)还包括有启发电机导线a(28)、启发电机导线b(29)、启发电机导线c(210)，所述启发电机导线a(28)、启发电机导线b(29)、启发电机导线c(210)分别从所述支撑架(32)内设有的导线孔a(34)穿过，再从所述叶轮罩壳(13)开有的导线孔b(36)穿出。

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