CN212785057U - 一种分体式带转速反馈发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种分体式带转速反馈发电机，包括定子和转子；所述转子的磁轭为中空圆环状固定于发动机轴；所述定子固定于发动机机匣；发动机机匣和发动机轴同轴。本实用新型气隙磁场强度强，绕组匝数以及发电机外径均能有效减小；提高了挡板和磁轭装配的便利性以及连接的可靠性，达到机械保证转子高速运转时磁钢轴向限位的作用，且无需额外的紧固装置；结构简单可靠，耐高速性能好，能够进一步降低发电机的重量；能够简单可靠的提供不畸变的电压波形，供外部设备采集转速信号或监测电机性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分体式带转速反馈发电机，属于电气工程技术领域。
背景技术
随着航空、航天、国防、深海探测等发展需要，以及科技的不断进步，设备的轻量化和高功率化，从一直以来的研发方向，逐步转化为迫切需求。各类发动机在新技术的推动下，通过转速的提高增加发动机的输出功率，以保证重量不变或降低重量的优势。发电机作为户外独立设备的供电来源，常与发动机配套使用，设备的轻量化需求，发动机的高速化设计，都对发电机提出了新的挑战。
高速永磁发电机的出现使得发电机与发动机的直接连接成为可能，不再需要额外复杂繁重的减速机构，分体式发电机的运用，让发电机的结构愈加简化，因此分体式高速发电机，逐渐成为高速发动机的优选电机结构，但目前高速发电机的稳定性和结构连接的可靠性不足。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种分体式带转速反馈发电机，该分体式带转速反馈发电机能够提供极高的稳定性和结构连接的可靠性。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供的一种分体式带转速反馈发电机，包括定子和转子；所述转子的磁轭为中空圆环状固定于发动机轴；所述定子固定于发动机机匣；发动机机匣和发动机轴同轴。
所述磁轭的圆环状圆心垂线重合于发动机轴的轴心线。
所述磁轭为两个分别套装在两个磁钢上，磁钢为多个通过环氧树脂填充成环。
所述磁钢外侧表面有碳纤维护套，碳纤维护套和磁钢的端部有挡板固定于磁轭。
所述磁轭上有螺纹孔，通过螺钉穿过螺纹孔固定。
所述磁轭端部外侧有向内凹的磁轭斜面，挡板内沿有挡板第三斜面，挡板第三斜面配合于磁轭斜面。
所述挡板内沿有挡板第二斜面，挡板第二斜面和挡板第三斜面以两端对称。
所述挡板外沿有挡板第一斜面。
所述定子由环状定子铁芯和绕在定子铁芯上的定子绕组组成，定子绕组接三相引出线和测速引出线。
所述发动机机匣端部有压板限位固定。
本实用新型的有益效果在于：气隙磁场强度强，绕组匝数以及发电机外径均能有效减小；提高了挡板和磁轭装配的便利性以及连接的可靠性，达到机械保证转子高速运转时磁钢轴向限位的作用，且无需额外的紧固装置；结构简单可靠，耐高速性能好，能够进一步降低发电机的重量；能够简单可靠的提供不畸变的电压波形，供外部设备采集转速信号或监测电机性能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中定子的结构示意图；
图3是图2的正视图；
图4是图1中转子的结构示意图；
图5是图4的正视图；
图6是图4的局部放大示意图。
图中：1-发动机机匣，2-压板，3-定子，4-转子，5-螺钉，6-发动机轴，31-定子铁芯，32-定子绕组，33-三相引出线，34-测速引出线，41-碳纤维护套，42-磁钢，43-挡板，44-磁轭，45-环氧树脂，46-螺纹孔，47-磁轭斜面，71-挡板第一斜面，72-挡板第二斜面，73-挡板第三斜面。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图6所示的一种分体式带转速反馈发电机，包括定子3和转子4；转子4的磁轭44为中空圆环状固定于发动机轴6；定子3固定于发动机机匣1；发动机机匣1和发动机轴6同轴。
磁轭44的圆环状圆心垂线重合于发动机轴6的轴心线。
磁轭44为两个分别套装在两个磁钢42上，磁钢42为多个通过环氧树脂填充成环。
磁钢42外侧表面有碳纤维护套41，碳纤维护套41和磁钢42的端部有挡板43固定于磁轭44。
磁轭44上有螺纹孔46，通过螺钉5穿过螺纹孔46固定。
磁轭44端部外侧有向内凹的磁轭斜面47，挡板43内沿有挡板第三斜面73，挡板第三斜面73配合于磁轭斜面47。
挡板43内沿有挡板第二斜面72，挡板第二斜面72和挡板第三斜面73以两端对称。
挡板43外沿有挡板第一斜面71。
定子3由环状定子铁芯31和绕在定子铁芯31上的定子绕组32组成，定子绕组32接三相引出线33和测速引出线34。
发动机机匣1端部有压板2限位固定。
实施例1
采用上述方案，如图1所示，由定子3和转子4组成。在安装使用时，将定子3放入发动机机匣1的止口和档肩进行定位，通过压板2限制定子3的轴向移动，旋转方向可通过轴向销或径向销的形式固定。转子4以小过盈或小间隙的配合方式安装到发动机轴6的外圆面上，安装时保证发动机轴6和转子4的同心度，同时通过螺钉5将转子4和发动机轴6完全固定，保证两者高速运行时连接和传递力矩的可靠性，其中螺钉5可在圆周对称设置多个，但放置位置不可影响转子4的性能。
如图2、图3所示，与常见电机类似，定子包括定子铁芯31和定子绕组32，但结构更加简洁，除与电磁相关的结构定子铁芯31和定子绕组32外，无其他辅助结构，大大降低了定子的整体重量，其中定子绕组32包括三相引出线33和测速引出线34,三相引出线33为普通的三相输出线，测速引出线34为转速信号引出线，可获得完整未畸变的转速信号，测速引出线34的绕制方式与三相引出线33中的一相相同，便于制造和检测过程中的一致性操作。
如图4至图6所示，转子整体由碳纤维护套41、磁钢42、挡板43、磁轭44组成，其中碳纤维护套41主要由碳纤维增强树脂基复合材料构成，能够为磁钢42提供较强的离心力防护，磁轭44为中空的圆环，除磁路结构外无其他多余重量，特别的，磁轭44的内部存在多个对称分布的螺纹孔46，通过螺纹孔46将转子固定到发动机的轴上，螺纹孔46分布位置在磁轭44贴装两个磁钢42之间，避免配合使用的螺钉损伤挡板43,磁轭44轴向两端外表面各存在一个磁轭斜面47，两个3的外表面具有结构挡板第一斜面71，内表面具有结构挡板第二斜面72和挡板第三斜面73，挡板第一斜面71起引导安装碳纤维护套1的作用，挡板3和磁轭4为小过盈配合，挡板第二斜面72起导向作用，便于将挡板3压入磁轭44,挡板第三斜面73和磁轭斜面47的斜度相同，主要作用为：当挡板43压入磁轭44后，两者之间存在小过盈且轴向机械限位，使整个转子结构更加稳固，与普通永磁无刷电机转子使用隔板不同，磁钢42之间为环氧树脂45填充，能够较为完整的填充磁钢42之间缝隙，减小磁钢的棱边对碳纤维护套41造成的局部应力，同时环氧树脂45的密度比金属填充物小，能够进一步降低发电机的重量。
工作原理为：转子磁钢在轴的带动下产生旋转磁场，在定子电枢三相绕组上产生感应电势，实现为设备上其他用电设备供电。
由此，本实用新型：
a.使用碳纤维复合材料作为磁钢的防护护套，有效减小护套的体积和质量，降低护套的厚度(相对于金属护套)，减小定转子之间的气隙，使电机具有较强的气隙磁场强度，从而减小绕组匝数以及发电机外径；
b.通过在挡板上布置挡板第一斜面提高与碳纤维护套的安装性；挡板第二斜面、挡板第三斜面、磁轭斜面的配合使用提高了挡板和磁轭装配的便利性以及连接的可靠性，最终达到机械保证转子高速运转时磁钢轴向限位的作用，且无需额外的紧固装置；
c.磁轭为中空的圆环，除磁路结构外无其他多余重量，磁轭的内部存在多个对称分布的螺纹孔，且圆周上位于两个磁轭表面两块磁钢之间，使用螺钉通过螺纹孔将转子固定到发动机的轴上，结构简单可靠；
d.与普通永磁无刷电机转子使用金属隔板不同，磁钢之间为环氧树脂填充，能够较为完整的填充磁钢之间的缝隙，减小磁钢的棱边对碳纤维护套造成的局部应力，增加发电机转子的耐高速性能，同时环氧树脂的密度比金属填充物小，能够进一步降低发电机的重量。
e.定子绕组具有额外的测速引出线，且绕制方式与三相绕组中的一项相同，能够简单可靠的提供不畸变的电压波形，供外部设备采集转速信号或监测电机性能；
f.通过上述设置，经实践测试，能够实现在0.98kg的整体重量、转速25700r/min～37500r/min的工况下发电功率4kW，功率密度达到4.08kW/kg，最高试验转速43125r/min，具有较高的功率密度和高速稳定性。
Claims (10)
1.一种分体式带转速反馈发电机，包括定子(3)和转子(4)，其特征在于：所述转子(4)的磁轭(44)为中空圆环状固定于发动机轴(6)；所述定子(3)固定于发动机机匣(1)；发动机机匣(1)和发动机轴(6)同轴。
2.如权利要求1所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述磁轭(44)的圆环状圆心垂线重合于发动机轴(6)的轴心线。
3.如权利要求1所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述磁轭(44)为两个分别套装在两个磁钢(42)上，磁钢(42)为多个通过环氧树脂填充成环。
4.如权利要求3所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述磁钢(42)外侧表面有碳纤维护套(41)，碳纤维护套(41)和磁钢(42)的端部有挡板(43)固定于磁轭(44)。
5.如权利要求1所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述磁轭(44)上有螺纹孔(46)，通过螺钉(5)穿过螺纹孔(46)固定。
6.如权利要求4所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述磁轭(44)端部外侧有向内凹的磁轭斜面(47)，挡板(43)内沿有挡板第三斜面(73)，挡板第三斜面(73)配合于磁轭斜面(47)。
7.如权利要求6所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述挡板(43)内沿有挡板第二斜面(72)，挡板第二斜面(72)和挡板第三斜面(73)以两端对称。
8.如权利要求6所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述挡板(43)外沿有挡板第一斜面(71)。
9.如权利要求1所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述定子(3)由环状定子铁芯(31)和绕在定子铁芯(31)上的定子绕组(32)组成，定子绕组(32)接三相引出线(33)和测速引出线(34)。
10.如权利要求1所述的分体式带转速反馈发电机，其特征在于：所述发动机机匣(1)端部有压板(2)限位固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022001639.5U CN212785057U (zh) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 一种分体式带转速反馈发电机 |
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| CN202022001639.5U CN212785057U (zh) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 一种分体式带转速反馈发电机 |
Publications (1)
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| CN212785057U true CN212785057U (zh) | 2021-03-23 |
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ID=75065276
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN212785057U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113517785A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-19 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 一种航空发动机交流发电机装置 |
| CN113602508A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-05 | 四川航天中天动力装备有限责任公司 | 一种航空发动机用内置分体式电机安装结构 |
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2020
- 2020-09-14 CN CN202022001639.5U patent/CN212785057U/zh active Active
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