一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型制造技术

本发明专利技术公开了一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，包括定子支架、机壳、桨叶、永磁同步电机、第一磁悬浮系统、第二磁悬浮系统以及机械保护轴承；所述定子支架由内向外依次为支架内轴、支承条、支架外环，所述支架内轴与所述支架外环同轴，并由均布的所述支承条构成一个整体，均布的所述支承条在降低所述定子支架重量的同时，还能提供布线通道。本发明专利技术通过采用磁悬浮系统替代机械轴承进行支承，消除了直升机涵道尾桨传统机械轴承的磨损，通过采用磁悬浮系统产生可控的电磁力，对空气给直升机涵道尾桨直驱式电动系统带来的扰动进行实时控制，降低了由空气扰动所产生的振动，进一步提升了直升机飞行的稳定性与安全性。直升机飞行的稳定性与安全性。直升机飞行的稳定性与安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型


[0001]本专利技术属于磁悬浮电驱动
，具体涉及一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型。

技术介绍

[0002]随着全球化石能源的日益枯竭和新能源技术的不断发展，直升机涵道尾桨传统机械传动构型有望被电驱动构型取代，为了提升直升机的隐蔽突防、快速机动、战场生存等能力，对直升机涵道尾桨电驱动构型的发热、噪音和振动等问题的抑制提出了很高的要求。
[0003]现有直升机涵道尾桨电驱动构型主要采用直驱式电驱动构型，直驱式电驱动构型将驱动电机的转子与尾桨桨叶直接相连，省略了传动轴、减速器等部件，具有结构简单、传动链短、系统效率高、安装维护方便等特点，弥补了传统机械传动构型结构复杂、传动链长、减速器机械噪音大、传动轴振动大、安装维护周期长等不足，给直升机的总体布局带来了便利。
[0004]现有直升机涵道尾桨直驱式电驱动构型中的转子大都采用机械轴承进行支承，机械轴承的磨损会导致系统机械效率降低，为了降低机械轴承的磨损，需要单独为其安排润滑系统，而对于现有的一些采用有机工质对机械轴承进行润滑的系统，虽然可以降低机械轴承的磨损，但是存在润滑流道复杂、润滑剂易泄露等问题；此外，机械轴承的磨损还会进一步引起发热与噪音，降低了直升机飞行的可靠性与隐身性。
[0005]现有直升机涵道尾桨在悬停工况下转速较高，由于不可预测的气动干扰会引起尾桨桨叶的振动，不但加剧了机械轴承的磨损，降低了直升机涵道尾桨直驱式电驱动系统的使用寿命，而且尾桨桨叶的振动通过直驱式电驱动构型将会直接传递到直升机的机身上，降低了直升机飞行的稳定性与安全性。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术针对现有技术的不足，提供一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，以解决现有直升机涵道尾桨电驱动构型的发热、噪音和振动等问题。
[0007]技术方案：一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，包括定子支架、机壳、桨叶、永磁同步电机、第一磁悬浮系统、第二磁悬浮系统以及机械保护轴承；所述定子支架由内向外依次为支架内轴、支承条、支架外环，所述支架内轴与所述支架外环同轴，并由均布的所述支承条构成一个整体，均布的所述支承条在降低所述定子支架重量的同时，还能提供布线通道；所述支架外环的径向外侧与内侧开设阶梯面、定位销孔和螺纹孔，以实现所述永磁同步电机定子部分和所述第一磁悬浮系统定子部分的定位与固定；所述支架外环的轴向两侧端面开设定位销孔和螺纹孔，以实现所述第二磁悬浮系统定子部分的定位与固定；所述支架内轴的径向圆柱面和轴向端面上开设通孔，从而将所述永磁同步电机、所述第一磁悬浮系统以及所述第二磁悬浮系统的导线引出。
[0008]进一步地，所述机壳包括第一机壳和第二机壳，所述第一机壳由内向外依次为第
一内环、第一端面、第一连接条、第一外环，所述第二机壳由内向外依次为第二内环、第二端面、第二连接条、第二外环；所述第一内环与所述第一外环同轴，所述第一内环与所述第一端面为一体，并由均布的所述第一连接条与所述第一外环构成整体，均布的所述第一连接条不仅可以降低所述第一机壳的重量，还能提供冷却通道；直升机涵道尾桨旋转时产生的流动空气穿过所述第一连接条的空隙实现冷却；所述第二内环与所述第二外环同轴，所述第二内环与所述第二端面为一体，并由均布的所述第二连接条与所述第二外环构成一个整体，均布的所述第二连接条不可以降低所述第二机壳的重量，还能够提供冷却通道；所述第一外环的轴向端面和所述第二外环的轴向端面开设通孔，由螺钉实现所述永磁同步电机转子部分的固定；所述第一端面和所述第二端面开设通孔，由螺钉实现所述第二磁悬浮系统转子部分的固定；所述第一外环的径向外侧和所述第二外环的径向外侧开设均布凹槽，以实现所述桨叶的安装。
[0009]进一步地，所述永磁同步电机包括内定子铁芯、外转子铁芯、永磁体以及电机绕组；所述内定子铁芯与所述外转子铁芯同轴，所述内定子铁芯安装于所述支架外环外侧，通过定位销进行周向定位，通过橡胶挡环进行轴向固定；所述外转子铁芯安装于所述第一外环和所述第二外环内侧，通过螺钉进行轴向固定；所述永磁体均布安装于所述外转子铁芯内侧，通过所述第一机壳和所述第二机壳进行轴向限位；所述电机绕组位于所述内定子铁芯的齿上。
[0010]进一步地，所述径向磁悬浮系统包括四个径向定子铁芯、径向转子铁芯、径向位移传感器、四个径向传感器检测环以及径向绕组，所述径向定子铁芯均布安装于所述支架外环内侧，通过定位销进行周向定位，通过螺钉进行轴向固定，每两个间隔180
°
的所述径向定子铁芯构成一组，共有两组所述径向定子铁芯，所述径向转子铁芯通过过盈配合安装于所述第一内环外侧，所述径向位移传感器均布安装于所述支架内轴开设的通孔内，每两个间隔180
°
的所述径向位移传感器构成一组，共有两组所述径向位移传感器，每个所述径向位移传感器对应一个所述径向定子铁芯所述径向传感器检测环通过过盈配合安装于所述第一内环内侧；所述径向绕组位于所述径向定子铁芯的齿上。
[0011]进一步地，所述轴向磁悬浮系统包括六个轴向第一定子铁芯、六个轴向第二定子铁芯、两个轴向转子铁芯、六个轴向位移传感器以及轴向绕组，所述轴向第一定子铁芯分别均布安装于所述支架外环轴向两侧端面，通过定位销进行周向定位，通过螺钉进行轴向固定，位于所述支架外环轴向两侧端面并在同一轴线上的两个所述轴向第一定子铁芯构成一组，共有三组所述轴向第一定子铁芯，所述轴向第二定子铁芯分别均布于所述支架外环轴向两侧端面，通过定位销进行周向定位，通过螺钉进行进行轴向固定，位于所述支架外环轴向每侧端面的三个所述轴向第二定子铁芯构成一组，共有两组所述轴向第二定子铁芯，两个所述轴向转子铁芯分别安装于所述第一端面和所述第二端面内侧，通过螺钉进行轴向固定；所述轴向位移传感器安装于所述轴向第一定子铁芯开设的凹槽内，每组所述轴向第一定子铁芯所含有的两个所述轴向位移传感器构成一组，共有三组所述轴向位移传感器；所述轴向绕组分别位于所述轴向第一定子铁芯和所述轴向第二定子铁芯开设的凹槽内。
[0012]进一步地，所述机械保护轴承包括第一机械保护轴承和第二机械保护轴承，所述机械保护轴承采用角接触球轴承，所述第一机械保护轴承与所述第二机械保护轴承分别安装于所述第一端面和所述第二端面外侧，通过端盖进行轴向固定，当转子的径向位移过大
时，所述机械保护轴承的内环环面与所述支架内轴的圆柱面接触，以实现径向保护；当转子的轴向位移过大时，所述机械保护轴承的内环端面与所述支架内轴1的轴肩接触，以实现轴向保护。
[0013]进一步地，直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型在工作时，通过所述径向磁悬浮系统抵消包括所述机壳、所述外转子铁芯、所述永磁体、所述径向转子铁芯、所述径向传感器检测环、所述轴向转子铁芯、所述第一保护轴承、所述第二保护轴承以及所述桨叶构成的直升机涵道尾桨转子部分的重力，以实现径向悬浮，通过所述轴向磁悬浮系统抵消所述桨叶旋转时，空气对其产生的作用力，以实现轴向悬浮。
[0014]进一步地，所述径向磁悬浮系统中含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，其特征在于，包括定子支架、机壳、桨叶、永磁同步电机、第一磁悬浮系统、第二磁悬浮系统以及机械保护轴承；所述定子支架由内向外依次为支架内轴(1)、支承条(2)、支架外环(3)，所述支架内轴(1)与所述支架外环(3)同轴，并由均布的所述支承条(2)构成一个整体，均布的所述支承条(2)在降低所述定子支架重量的同时，还能提供布线通道；所述支架外环(3)的径向外侧与内侧开设阶梯面、定位销孔和螺纹孔，以实现所述永磁同步电机定子部分和所述第一磁悬浮系统定子部分的定位与固定；所述支架外环(3)的轴向两侧端面开设定位销孔和螺纹孔，以实现所述第二磁悬浮系统定子部分的定位与固定；所述支架内轴(1)的径向圆柱面和轴向端面上开设通孔，从而将所述永磁同步电机、所述第一磁悬浮系统以及所述第二磁悬浮系统的导线引出。2.根据权利要求1所述的一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，其特征在于，所述机壳包括第一机壳和第二机壳，所述第一机壳由内向外依次为第一内环(4)、第一端面(5)、第一连接条(6)、第一外环(7)，所述第二机壳由内向外依次为第二内环(8)、第二端面(9)、第二连接条(10)、第二外环(11)；所述第一内环(4)与所述第一外环(7)同轴，所述第一内环(4)与所述第一端面(5)为一体，并由均布的所述第一连接条(6)与所述第一外环(7)构成整体，均布的所述第一连接条(6)不仅可以降低所述第一机壳的重量，还能提供冷却通道；直升机涵道尾桨旋转时产生的流动空气穿过所述第一连接条(6)的空隙实现冷却；所述第二内环(8)与所述第二外环(11)同轴，所述第二内环(8)与所述第二端面(9)为一体，并由均布的所述第二连接条(10)与所述第二外环(11)构成一个整体，均布的所述第二连接条(10)不仅可以降低所述第二机壳的重量，还能够提供冷却通道；所述第一外环(7)的轴向端面和所述第二外环(11)的轴向端面开设通孔，由螺钉实现所述永磁同步电机转子部分的固定；所述第一端面(5)和所述第二端面(9)开设通孔，由螺钉实现所述第二磁悬浮系统转子部分的固定；所述第一外环(7)的径向外侧和所述第二外环(11)的径向外侧开设均布凹槽，以实现所述桨叶(28)的安装。3.根据权利要求1所述的一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，其特征在于，所述永磁同步电机包括内定子铁芯(12)、外转子铁芯(13)、永磁体(14)以及电机绕组(15)，所述内定子铁芯(12)与所述外转子铁芯(13)同轴，所述内定子铁芯(12)安装于所述支架外环(3)外侧，通过定位销进行周向定位，通过橡胶挡环(29)进行轴向固定；所述外转子铁芯(13)安装于所述第一外环(7)和所述第二外环(11)内侧，通过螺钉进行轴向固定；所述永磁体(14)均布安装于所述外转子铁芯(13)内侧，通过所述第一机壳和所述第二机壳进行轴向限位；所述电机绕组(15)位于所述内定子铁芯(12)的齿上。4.根据权利要求1所述的一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，其特征在于，所述径向磁悬浮系统包括四个径向定子铁芯(16)、径向转子铁芯(17)、径向位移传感器(18)、四个径向传感器检测环(19)以及径向绕组(20)，所述径向定子铁芯(16)均布安装于所述支架外环(3)内侧，通过定位销进行周向定位，通过螺钉进行轴向固定，每两个间隔180
°
的所述径向定子铁芯(16)构成一组，共有两组所述径向定子铁芯(16)，所述径向转子铁芯(17)通过过盈配合安装于所述第一内环(4)外侧，所述径向位移传感器(18)均布安装于所述支架内轴(1)开设的通孔内，每两个间隔180
°
的所述径向位移传感器(18)构成一组，共有两组所述径向位移传感器(18)，每个所述径向位移传感器(18)对应一个所述径向定子铁芯(17)；所述径向传感器检测环(19)通过过盈配合安装于所述第一内环(4)内侧；所述径向绕组(20)
位于所述径向定子铁芯(17)的齿上。5.根据权利要求1所述的一种直升机涵道尾桨磁悬浮电驱动构型，其特征在于，所述轴向磁悬浮系统包括六个轴向第一定子铁芯(21)、六个轴向第二定子铁芯(22)、两个轴向转子铁芯(23)、六个轴向位移传感器(24)以及轴向绕组(25)，所述轴向第一定子铁芯(21)分别均布安装于所述支架外环(3)轴向两侧端面，通过定位销进行周向定位，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：周瑾，江浩，徐园平，金超武，姚润晖，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：