CN212850142U - 一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，该自冷却高速电机包括电机静子和位于其外侧的电机转子，电机转子内侧壁上设置有增压叶片，增压叶片与电机静子之间相配合形成进气口；其中，增压叶片随电机转子转动产生气流流动对电机静子近端的线圈绕组进行冷却。本实用新型的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，通过电机转子内侧布置的增压叶片在高速转动过程中产生的气流流动，从而对高速电机内部电机静子的线圈绕组进行冷却，可有效减少或避免采用齿轮箱降转速或离合器脱开，同时由于以往必须结构的减少，更可缩短发动机总长及发动机减重。

Description

一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机

技术领域

本实用新型涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机。

背景技术

现代航空发动机——燃气涡轮发动机被誉为现代工业皇冠，其制造难度之大、成本之高，被誉为现代工业皇冠上的钻石，其加工技术无不被视为核心机密，各国均严格限制其技术出口，我国燃气轮机技术受困于此久矣。且受涡轮材料、工艺的制约，涡轮前燃气温度和压力都受到严格的限制，一方面限定了压气机的增压比，另一方面发动机燃烧室进气的70％～80％都用于燃气的冷却以降低燃气的温度和压力，只有20％～30％的进气用于燃烧，整机的热效率目前最高也就能到40％左右，而我国目前只有30％左右。

目前用于燃气涡轮发动机启动用的起发电机，一方面受冷却性能差等因素影响较大，另一方面受发动机高转速影响产生的热量较多而不能直驱，为避免电机烧毁，往往通过齿轮箱降转速或离合器脱开，造成整机重量增幅明显，影响了整机重量的控制。

现有技术中的电机的轴承都是固定在电机内且与电机线圈相互靠近的，电机在工作时尤其是在连续工作时，容易造成轴承和线圈产生的大量热无法及时向外耗散或冷却，虽然现实中采用了多种冷却方式以使电机能够连续运转，但仍无法保证电机的负荷运行，从而容易导致电机的损坏，同时也埋下了安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的上述缺陷，提出一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，该自冷却高速电机包括电机静子和位于其外侧的电机转子，所述电机转子内侧壁上设置有增压叶片，所述增压叶片与所述电机静子之间相配合形成进气口；其中，所述增压叶片随所述电机转子转动产生气流流动对所述电机静子近端的线圈绕组进行冷却。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述电机静子近端的线圈绕组与所述电机转子之间形成冷却流道，所述冷却流道与所述进气口连通。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述电机静子远端的固定架与所述电机转子的远端相配合形成L型的所述进气口。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述增压叶片与所述电机转子形成毂式转子结构。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述电机转子的近端端面开设有排气口，所述排气口与所述冷却流道连通。

进一步优选地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述排气口由若干呈环形间隔布置的通孔构成。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述电机转子的近端连接输出轴。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述电机转子沿其轴向与所述电机静子之间呈间隙布置。

进一步地，在所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机上，所述自冷却高速电机为直驱启动燃气涡轮发动机电机。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型提供的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，通过电机转子内侧布置的增压叶片在高速转动过程中产生的气流流动，从而对高速电机内部电机静子的线圈绕组进行冷却，可有效减少或避免采用齿轮箱降转速或离合器脱开，同时由于以往必须结构的减少，更可缩短发动机总长及发动机减重；综上，该自冷却高速电机的设计，有效确保了电机运转热量的耗散，保证了电机连续运行的稳定性，工作效率大大提高。

附图说明

图1为本实用新型一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机的结构示意图；

其中，各附图标记为：

1-电机静子，2-电机转子，3-增压叶片，4-输出轴，5-进气口，6-排气口。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限制本实用新型范围。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，该自冷却高速电机可适用于直驱启动燃气涡轮发动机电机使用，不限于主轴转速。具体地，该自冷却高速电机包括电机静子1和位于其外侧的电机转子2，所述电机转子2内侧壁上设置有增压叶片3，所述增压叶片3与所述电机静子1之间相配合形成进气口5；其中，所述增压叶片3随所述电机转子2转动产生气流流动，对高速电机内部的所述电机静子1近端的线圈绕组进行冷却，可有效减少或避免现有技术中采用齿轮箱降转速或离合器脱开，同时由于以往必须结构的减少，更可缩短发动机总长及发动机减重。且该自冷却高速电机的设计，有效确保了电机运转热量的耗散，保证了电机连续运行的稳定性，工作效率大大提高。

在本实施例中，请继续参阅图1所示，所述电机静子1近端的线圈绕组与所述电机转子2之间形成冷却流道，所述冷却流道与所述进气口5连通。所述电机静子1远端的固定架与所述电机转子2的远端相配合形成L型的所述进气口5 所述增压叶片3与所述电机转子2形成毂式转子结构，用于给气体增压。

在本实施例中，请继续参阅图1所示，所述电机转子2的近端连接输出轴4，所述电机转子2的近端端面开设有排气口6，所述排气口6与所述冷却流道连通，且所述排气口6由若干呈环形间隔布置的通孔构成。通过增压叶片3转动产生气流流动，从进气口5进入线圈绕组与所述电机转子2之间形成的冷却流道，对高速电机内部的所述电机静子1近端的线圈绕组进行冷却，冷却后的热气流从排气口6排出，从而实现对线圈绕组的降温。

在本实施例中，请继续参阅图1所示，所述电机转子2沿其轴向与所述电机静子1之间呈间隙布置，该间隙为1-3mm，优选为2mm，可满足所述电机转子 2对线圈绕组冷却的进气量要求。

本实施提供的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，通过电机转子内侧布置的增压叶片在高速转动过程中产生的气流流动，从而对高速电机内部电机静子的线圈绕组进行冷却，可有效减少或避免采用齿轮箱降转速或离合器脱开，同时由于以往必须结构的减少，更可缩短发动机总长及发动机减重；可适用于直驱启动燃气涡轮发动机电机使用，不限于主轴转速。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (9)

1.一种燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，该自冷却高速电机包括电机静子(1)和位于其外侧的电机转子(2)，其特征在于，所述电机转子(2)内侧壁上设置有增压叶片(3)，所述增压叶片(3)与所述电机静子(1)之间相配合形成进气口(5)；其中，所述增压叶片(3)随所述电机转子(2)转动产生气流流动对所述电机静子(1)近端的线圈绕组进行冷却。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述电机静子(1)近端的线圈绕组与所述电机转子(2)之间形成冷却流道，所述冷却流道与所述进气口(5)连通。

3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述电机静子(1)远端的固定架与所述电机转子(2)的远端相配合形成L型的所述进气口(5)。

4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述增压叶片(3)与所述电机转子(2)形成毂式转子结构。

5.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述电机转子(2)的近端端面开设有排气口(6)，所述排气口(6)与所述冷却流道连通。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述排气口(6)由若干呈环形间隔布置的通孔构成。

7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述电机转子(2)的近端连接输出轴(4)。

8.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述电机转子(2)沿其轴向与所述电机静子(1)之间呈间隙布置。

9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机用自冷却高速电机，其特征在于，所述自冷却高速电机为直驱启动燃气涡轮发动机电机。

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