发电机的方法和组装技术

本发明专利技术提供了一种发电机(14)和组装发电机的方法，该发电机包括：定子铁芯(54)，其具有由柱和缠绕于该柱以形成定子绕组(90)的线形成的一组定子极，其中定子绕组(90)具有端匝(92)；转子(56)，其具有一组转子极并且被构造成相对于定子旋转，以及具有转子通道，该转子通道用于使液态冷却剂通过所述转子流至一组冷却剂孔；以及一组转子极冷却剂通道，其与所述一组转子极对齐且靠近。液态冷却剂流从所述发电机(14)提取热量。

Method and assembly of generator

The invention provides a generator (14) and the assembly of a generator, the generator comprises a stator core (54), which has a wound on the column and column to form a stator winding (90) a group of stator line formation, the stator winding (90) with end turn (92); the rotor (56), having a set of rotor pole and configured rotation relative to the stator, and the rotor with the rotor channel, channel for the liquid coolant through the rotor flow to a set of coolant holes; and a set of rotor pole coolant channels, and the set of aligned and near the rotor pole. The liquid coolant flow extracts heat from the generator (14).

【技术实现步骤摘要】
发电机的方法和组装
本专利技术涉及一种发电机和发电机的组装方法。
技术介绍
现代的飞行器发动机包括电机或发电机系统，其利用在发电机模式下运行的飞行器发动机向飞行器上的电力系统和部件提供电能。一些飞行器发动机还可包括起动机/发电机(S/G)系统，其作为马达来起动飞行器发动机，以及作为发电机来在发动机运行之后向飞行器上的电力系统提供电能。马达和发电机可以是其中容纳转子和定子的腔体暴露于液态冷却剂的湿腔系统或其中腔体不暴露于液态冷却剂的干腔系统。干腔系统也可在一个或多个所包含的冷却系统中使用液态冷却剂，但只要腔体不暴露于液态冷却剂，它们仍然被视为干腔。两种现代类型的湿腔或干腔系统都具有相应的优点。例如，相比湿腔系统，干腔系统通常具有更少损耗、更高效率、更高可靠性、更少需要维护并且具有姿态独立性。相比之下，由于其较高的冷却效率，湿腔电机的功率密度可显著高于干腔电机的功率密度。发电机系统的操作要求或操作环境可增加对湿腔或干腔系统任一者的冷却要求。例如，靠近涡轮发动机的高温环境的发电机系统还可包括围绕定子或发电机的外部冷却夹套，其中冷却夹套将定子的外表面暴露于横贯冷却夹套的冷却剂。冷却系统的增加通常增加了成本、复杂性，并且增加了发电机系统的重量和尺寸要求。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，一种发电机包括：定子铁芯，其具有由柱和缠绕于该柱以形成定子绕组的线形成的一组定子极，其中定子绕组(statorwinding)具有端匝(endturns)；转子，其具有一组转子极(rotorpoles)并且被构造成相对于定子旋转，以及具有转子通道，该转子通道用于使液态冷却剂通过转子流至一组冷却剂孔；以及一组转子极冷却剂通道，其与所述一组转子极对齐且靠近。该发电机可被选择性地构造成：通过将一组喷嘴与冷却剂孔的至少一个子组联接，使得横贯转子通道的液态冷却剂被从所述一组喷嘴喷射到所述定子绕组端匝以从定子绕组提取热量，而作为湿腔发电机(wetcavitygenerator)操作；或者通过将冷却剂孔的至少一个子组流体地联接到转子极冷却剂通道，使得横贯转子通道的液态冷却剂流过转子极冷却剂通道以从所述一组转子极提取热量，而作为干腔发电机(drycavitygenerator)操作。在另一方面，一种组装发电机的方法包括：确定发电机是否将被构造成作为湿腔发电机或干腔发电机操作，该发电机具有带有一组定子绕组端匝的定子铁芯和带有流体地连接到一组冷却剂孔的转子通道和一组转子极冷却剂通道的转子，所述一组转子极冷却剂通道与一组转子极对齐且靠近并且流体地连接到转子通道。如果发电机将作为湿腔发电机操作，该方法包括：选择性地联接一组喷嘴与冷却剂孔的至少一个子组，使得在发电机操作期间横贯转子通道的液态冷却剂从所述一组喷嘴喷射到定子绕组端匝以从定子绕组提取热量。如果发电机将作为干腔发电机操作，该方法包括：选择性地将冷却剂孔的至少一个子组流体地联接到与所述一组转子极对齐且靠近的所述一组转子极冷却剂通道，使得在发电机操作期间横贯转子通道的液态冷却剂流过转子极冷却剂通道以从所述一组转子极提取热量。在又一方面，一种将干腔发电机转换为湿腔发电机的方法包括：移除在转子和与一组转子极对齐且靠近的一组转子极冷却剂通道之间的液态冷却剂流体联接件，保留一组与用于液态冷却剂的转子通道流体联接的转子冷却剂孔；以及选择性地联接一组喷嘴与转子冷却剂孔的至少一个子组，使得在发电机操作期间横贯转子通道的液态冷却剂从所述一组喷嘴喷射到一组定子绕组端匝以从定子绕组提取热量。附图说明在附图中：图1是根据本说明书所述各个方面的具有起动机/发电机(S/G)的燃气涡轮发动机的透视图。图2是根据本说明书所述各个方面的图1的发电机的外部的透视图。图3是根据本说明书所述各个方面的沿着图2的线III-III截取的S/G的示意性剖视图。图4是根据本说明书所述各个方面的图3的S/G的放大视图，示出了冷却系统的操作。图5是根据本说明书所述各个方面的图3的S/G的放大视图，示出了冷却系统的另一个操作。图6是流程图，示出了根据本说明书所述各个方面的将干腔发电机转换为湿腔发电机的方法。图7是流程图，示出了根据本说明书所述各个方面的将湿腔发电机转换为干腔发电机的方法。图8是流程图，示出了根据本说明书所述各个方面的组装发电机的方法。具体实施方式本专利技术的各方面可在使用电动马达的环境中实施，而不论该电动马达是否提供驱动力或产生电力。出于本专利技术的目的，这样的电动马达将大体上称为电机、电机组件或类似的语言，它意图阐明一个或多个定子/转子组合可被包括在该机器中。虽然此描述主要涉及提供发电的电机，但它也适用于提供驱动力的电机或提供驱动力和发电两者的电机。此外，虽然此描述主要涉及飞行器环境，但本专利技术的方面在使用电机的环境中适用。因此，构思到的环境的简要概述应有助于更完整的理解。虽然将描述“一组”各种元件，但应当理解，“一组”可包括任何数量的相应的元件，包括仅一个元件。图1示出了燃气涡轮发动机10，其具有附件齿轮箱(AGB)12和根据本专利技术的一个方面的起动机/发电机(S/G)14。燃气涡轮发动机10可以是涡扇发动机，例如，在现代商业和军事航空中普遍使用的GeneralElectricGEnx或CF6系列发动机，或者它可以是诸如涡轮螺旋桨发动机或涡轴发动机的多种其它已知的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10也可具有后燃烧室，其在低压涡轮区域下游燃烧附加量的燃料，以提升排气的速度，从而增加推力。AGB12可借助于机械功率输出16联接到燃气涡轮发动机10的涡轮轴(未示出)。燃气涡轮发动机10可以是在现代商业和军事航空中使用的任何合适的燃气涡轮发动机，或者它可以是诸如涡轮螺旋桨发动机或涡轴发动机的多种其它已知的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10的类型和细节与本专利技术关系不大，并且在本说明书中不会进一步描述。虽然示出和描述了S/G14，但本专利技术的各方面可包括任何电机或发电机，并且不限于可提供起动功能的发电机方面。图2更清楚地示出了S/G14和其外壳18，外壳18可包括用来将S/G14夹紧到AGB12的夹紧接口20。多个电连接件可设置在S/G14的外部上，以有助于向S/G14和从S/G14传输电能。电连接件可由电缆进一步连接到具有燃气涡轮发动机10的飞行器的电能分配节点，以便为飞行器上诸如灯和座椅后背显示器的各种物件供电。S/G14包括液态冷却剂系统，以用于冷却或耗散由S/G14的部件或靠近S/G14的部件产生的热量，所述部件的一个非限制性示例可以是燃气涡轮发动机10。例如，S/G14可包括使用油作为冷却剂的液体冷却系统。液体冷却系统可包括冷却流体入口端口22和冷却流体出口端口24，以用于控制冷却剂向S/G14的供给。虽然未示出，但本专利技术的方面还可包括其它液体冷却系统部件，例如，与冷却流体入口端口22和冷却流体出口端口24流体地联接的液态冷却剂贮存器，以及液态冷却剂泵，该泵用于通过端口22、24或S/G14将冷却剂进行强制供给。油仅仅是可在本专利技术的方面中使用的液态冷却剂的一个非限制性示例。S/G14的内部在图3中最清楚地示出，该图是图2所示S/G14的剖视图。可旋转的轴40位于S/G14内，并且是用于支撑各种部件的主要结构。可旋转的轴40可具有单一直径或可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机(14)，包括：定子铁芯(54)，其具有一组定子极，所述一组定子极由柱和缠绕于所述柱以形成定子绕组(90)的线形成，其中所述定子绕组具有端匝(92)；转子(56)，其具有一组转子极并且被构造成相对于定子(54)旋转,以及具有转子通道，所述转子通道用于使液态冷却剂通过所述转子(56)，流至一组冷却剂孔；一组转子极冷却剂通道(96)，其与所述一组转子极对齐且靠近；其中，所述发电机(14)可被选择性地构造成：通过将一组喷嘴(100)与所述冷却剂孔的至少一个子组联接，使得横贯所述转子通道的液态冷却剂从所述一组喷嘴(100)喷射到所述定子绕组端匝(92)以从所述定子绕组(90)提取热量，而作为湿腔发电机(14)操作；或者通过将所述冷却剂孔的至少一个子组流体地联接到所述转子极冷却剂通道(96)，使得横贯所述转子通道的液态冷却剂流过所述转子极冷却剂通道(96)以从所述一组转子极提取热量，而作为干腔发电机(14)操作。

【技术特征摘要】
2016.07.20 US 15/2150871.一种发电机(14)，包括：定子铁芯(54)，其具有一组定子极，所述一组定子极由柱和缠绕于所述柱以形成定子绕组(90)的线形成，其中所述定子绕组具有端匝(92)；转子(56)，其具有一组转子极并且被构造成相对于定子(54)旋转,以及具有转子通道，所述转子通道用于使液态冷却剂通过所述转子(56)，流至一组冷却剂孔；一组转子极冷却剂通道(96)，其与所述一组转子极对齐且靠近；其中，所述发电机(14)可被选择性地构造成：通过将一组喷嘴(100)与所述冷却剂孔的至少一个子组联接，使得横贯所述转子通道的液态冷却剂从所述一组喷嘴(100)喷射到所述定子绕组端匝(92)以从所述定子绕组(90)提取热量，而作为湿腔发电机(14)操作；或者通过将所述冷却剂孔的至少一个子组流体地联接到所述转子极冷却剂通道(96)，使得横贯所述转子通道的液态冷却剂流过所述转子极冷却剂通道(96)以从所述一组转子极提取热量，而作为干腔发电机(14)操作。2.根据权利要求1所述的发电机(14)，其中，在所述湿腔发电机(14)中的所述一组喷嘴(100)被选择性地构造成使得横贯所述转子通道的液态冷却剂从所述一组喷嘴(100)喷射到所述一组转子极。3.根据权利要求1所述的发电机(14)，其中，所述湿腔发电机(14)的所述一组喷嘴(100)被选择性地构造成使得横贯所述转子通道的液态冷却剂的至少一部分从所述一组喷嘴(100)喷射到所述转子极冷却剂通道(96)中。4.根据权利要求1所述的发电机(14)，其中，所述冷却剂小孔被构造成选择性地接纳所述一组喷嘴(100)或一组冷却剂管(98)中的至少一者。5.根据权利要求1所述的发电机(14)，其中，所述冷却剂小孔设置在所述转子(56)的面向外的周向面上。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄豪，贾小川，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US