一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成制造技术

本申请实施例涉及一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，包括：叶轮融合式永磁体转子、扩压器融合式线圈静子和主轴，通过将启发一体化电机的转子融合到叶轮上，形成叶轮融合式永磁体转子，再将启发一体化电机的静子融合到扩压器上，形成扩压器融合式线圈静子，叶轮融合式永磁体转子和主轴能够相对于扩压器融合式线圈静子转动，从而使叶轮融合式永磁体转子和扩压器融合式线圈静子形成的结构既承担了压气机的功能，也具有启动机和发电机的功能，从而减小了整个发动机组件的重量，且不存在单独的启动机和发电机，不用再考虑启动机是否能够承受高速转动，进而也不需要将启动机与涡轮发动机本体断开动力连接。动机与涡轮发动机本体断开动力连接。动机与涡轮发动机本体断开动力连接。

【技术实现步骤摘要】
一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成


[0001]本申请涉及飞机制造
，具体而言，涉及一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成。

技术介绍

[0002]相关技术中，涡轮发动机的启动机和发电机往往是分为两个电机组成，且单独在不同时间段内负责不同的功能，这样显然增加了涡轮发动机死重。其中，由于涡轮发动机在正常工作状态的转速远高于启动机所能承受的最大转速，启动机在涡轮发动机启动完成后与涡轮发动机本体断开动力连接。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，旨在解决现有的启动机和发电机造成整个涡轮发动机组件过重且启动机在涡轮发动机启动完成后需要与涡轮发动机本体断开动力连接的缺陷。
[0004]本申请实施例提供一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，包括：叶轮融合式永磁体转子、扩压器融合式线圈静子和主轴；
[0005]所述叶轮融合式永磁体转子套设在所述主轴上，与所述主轴相对固定；
[0006]所述扩压器融合式线圈静子设置在所述叶轮融合式永磁体转子一侧，所述主轴穿过所述扩压器融合式线圈静子；
[0007]所述叶轮融合式永磁体转子和所述主轴能够相对于所述扩压器融合式线圈静子转动。
[0008]可选地，所述扩压器融合式线圈静子包括扩压器和融合式线圈；
[0009]所述融合式线圈有多个，包括多组三相线圈；
[0010]所述融合式线圈与所述扩压器连接，多个所述融合式线圈在所述扩压器上呈环形均匀分布，且所述多组三相线圈在所述扩压器上依次排列。
[0011]可选地，多个所述融合式线圈按照等间距均匀分布在同一个圆上，且所述融合式线圈所在的圆的圆心与所述主轴的中轴线重合，且所述融合式线圈所在的圆的圆面与所述主轴垂直。
[0012]可选地，所述扩压器上开设有多个线圈通孔，所述融合式线圈设置在所述线圈通孔内，所述融合式线圈与所述线圈通孔的内壁连接。
[0013]可选地，所述叶轮融合式永磁体转子包括叶轮和多个融合式磁体；
[0014]所述融合式磁体连接在所述叶轮上的靠近所述扩压器一端，多个所述融合式磁体在所述叶轮上呈环形均匀分布，且相邻两个融合式磁体的磁极朝向相反。
[0015]可选地，多个所述融合式磁体按照等间距均匀分布在同一个圆上，且所述融合式磁体所在的圆的圆心与所述主轴的中轴线重合，且所述融合式磁体所在的圆的圆面与所述主轴垂直；
[0016]多个所述融合式磁体的中心所在的圆的半径与多个所述融合式线圈的中心所在的圆的半径相同。
[0017]可选地，所述叶轮上开设有多个磁极凹槽，所述融合式磁体设置在所述磁极凹槽内；
[0018]所述融合式磁体与所述叶轮螺栓连接。
[0019]可选地，所述扩压器融合式线圈静子上靠近所述叶轮融合式永磁体转子一端设置有凹槽，所述叶轮融合式永磁体转子的一端伸入所述凹槽内。
[0020]可选地，还包括轴套；
[0021]所述轴套套设在所述主轴外部，且所述轴套连接在所述扩压器融合式线圈静子上的远离所述叶轮融合式永磁体转子的一端；
[0022]所述轴套内靠近所述扩压器融合式线圈静子的一端设置有轴承，所述主轴穿过所述轴承。
[0023]可选地，还包括控制器；
[0024]所述控制器与所述扩压器融合式线圈静子电连接，用于电动机模式和发电机模式之间的切换。
[0025]采用本申请提供的航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，包括：叶轮融合式永磁体转子、扩压器融合式线圈静子和主轴，叶轮融合式永磁体转子套设在主轴上，与主轴相对固定，扩压器融合式线圈静子设置在叶轮融合式永磁体转子一侧，主轴穿过扩压器融合式线圈静子，叶轮融合式永磁体转子和主轴能够相对于扩压器融合式线圈静子转动，通过将启发一体化电机的转子融合到叶轮上，形成叶轮融合式永磁体转子，再将启发一体化电机的静子融合到扩压器上，形成扩压器融合式线圈静子，叶轮融合式永磁体转子和主轴能够相对于扩压器融合式线圈静子转动，从而使叶轮融合式永磁体转子和扩压器融合式线圈静子形成的结构既承担了压气机的功能，也具有启动机和发电机的功能，从而减小了整个发动机组件的重量，且转子融合入叶轮，与叶轮同用一根主轴，不存在单独的启动机和发电机，不用再考虑启动机是否能够承受高速转动，进而也不需要将启动机与涡轮发动机本体断开动力连接。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本申请一实施例提出的航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成的内部结构示意图；
[0028]图2是本申请一实施例提出的航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成的扩压器融合式线圈静子的结构示意图；
[0029]图3是本申请一实施例提出的航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成的叶轮融合式永磁体转子的结构示意图；
[0030]图4是本申请一实施例提出的航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成的
图3中的A
‑
A剖面的结构示意图。
[0031]附图标记说明：
[0032]1‑
扩压器融合式线圈静子、2
‑
叶轮融合式永磁体转子、3
‑
主轴、4
‑
轴套、5
‑
轴承、11
‑
扩压器、12
‑
融合式线圈、21
‑
叶轮、22
‑
融合式磁体、23
‑
螺栓、121
‑
A相线圈、122
‑
B相线圈、123
‑
C相线圈。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]相关技术中，涡轮发动机的启动机和发电机往往是分为两个电机组成，且单独在不同时间段内负责不同的功能，这样显然增加了涡轮发动机死重。其中，由于涡轮发动机在正常工作状态的转速远高于启动机所能承受的最大转速，启动机在涡轮发动机启动完成后与涡轮发动机本体断开动力连接。上述现象在小涡轮发动机上体现的尤为明显。
[0035]人们一直认为启发电机和涡轮发动机应该是两个较为独立的部分，现有的研究方向总想着如何在涡轮发动机主轴上“连上”一个“高速可耐受的”电机，这种设计无疑在设计中人为的加入了不同轴的可能，同时也加入了两个甚至更多的“电机轴承”，使得这个轴承也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，其特征在于，包括：叶轮融合式永磁体转子(2)、扩压器融合式线圈静子(1)和主轴(3)；所述叶轮融合式永磁体转子(2)套设在所述主轴(3)上，与所述主轴(3)相对固定；所述扩压器融合式线圈静子(1)设置在所述叶轮融合式永磁体转子(2)一侧，所述主轴(3)穿过所述扩压器融合式线圈静子(1)；所述叶轮融合式永磁体转子(2)和所述主轴(3)能够相对于所述扩压器融合式线圈静子(1)转动。2.根据权利要求1所述的一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，其特征在于，所述扩压器融合式线圈静子(1)包括扩压器(11)和融合式线圈(12)；所述融合式线圈(12)有多个，包括多组三相线圈；所述融合式线圈(12)与所述扩压器(11)连接，多个所述融合式线圈(12)在所述扩压器(11)上呈环形均匀分布，且所述多组三相线圈在所述扩压器(11)上依次排列。3.根据权利要求2所述的一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，其特征在于，多个所述融合式线圈(12)按照等间距均匀分布在同一个圆上，且所述融合式线圈(12)所在的圆的圆心与所述主轴(3)的中轴线重合，且所述融合式线圈(12)所在的圆的圆面与所述主轴(3)垂直。4.根据权利要求3所述的一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，其特征在于，所述扩压器(11)上开设有多个线圈通孔，所述融合式线圈(12)设置在所述线圈通孔内，所述融合式线圈(12)与所述线圈通孔的内壁连接。5.根据权利要求3所述的一种航空涡轮发动机的压气机与启发一体化电机集成，其特征在于，所述叶轮融合式永磁体转子(2)包括叶轮(21)和多个融合式磁体(22)；所述融合式磁体(22)连接在所述叶轮(21)上的靠近所述扩压...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伯豪，兰旭东，周明，梁峰，李昊昱，李豪，闫慧慧，张煜洲，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：