用于运载工具的电推进系统、电机及其组装方法技术方案

本公开提供一种运载工具电推进系统、电机及其组装方法，所述电机包括全部设置在其壳体内的定子、转子和定子绕组。所述定子限定沿纵向轴线伸长的中心孔，以及围绕所述中心孔周向设置的多个槽。所述转子固持在所述中心孔内并且相对于所述定子旋转。所述定子绕组包括核心导体、围绕所述核心导体的绝缘层以及围绕所述绝缘层的导电屏蔽层。所述定子绕组延伸穿过所述定子的所述槽。所述定子绕组包括位于所述定子的所述槽内的槽内部分以及位于所述槽外部的端部绕组部分。所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的所述槽内部分和所述端部绕组部分这两者围绕所述绝缘层。围绕所述绝缘层。围绕所述绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
用于运载工具的电推进系统、电机及其组装方法


[0001]本说明书中所述的主题涉及运载工具例如飞行器、航天器、汽车、轨道车辆、船舶上的推进系统。

技术介绍

[0002]电晕放电是由导体周围的气体例如空气的电离引起的放电。电晕放电在局部电场超出阈值时发生。此阈值取决于各种条件，例如由气体分隔的导电元件之间的距离以及电场强度(例如，电势梯度的大小)、气体的电击穿强度以及电场的频率和斜坡率(ramp rate)。例如，如果围绕导体的绝缘层暴露于空气中并且受到超出环境条件下的空气电击穿强度的电势降，则导体和与绝缘层间隔开的接地导电元件之间可能发生跨绝缘层的电晕放电。所述电晕放电可能使绝缘层劣化，进而缩短绝缘层的可用寿命，并且还可能产生对系统中其他部件有害的臭氧。
[0003]在航空应用中，高海拔下的较低空气压力(相对于地面空气压力而言)将降低空气的电击穿强度。空气电击穿强度的降低会增加电晕放电的风险。飞行器中的常规电机(发电机和/或电动机)试图通过增加相邻导电元件之间的间隙距离并且还通过将电压限制在上限以下来防止电晕放电。一些已知飞行器使用400Vac或540Vdc作为电压上限，使得飞行器的电气系统限于接收小于或等于400Vac或540Vdc的电流。
[0004]但是，常规飞行器电气系统存在若干缺点。例如，将电压上限设置成400Vac或540Vdc可能显著限制飞行器上设计成在最高达或超过1kV的电压下操作的配电系统的性能和/或效率。即使没有设置电压上限，为避免在最高达或超过1kV的高工作电压下发生电晕放电，导体与接地电气元件之间的间隙距离将需要足够大，导致电气设备例如电机大得和重得不可实际。由于这会造成支持飞行器飞行的燃料消耗相对于较小和/或较轻飞行器(在相似环境条件和类似飞行环境中飞行)而言增加，因此在飞行器中设置较大和较重电机是不受欢迎且不可行的。

技术实现思路

[0005]在本公开的一个或多个实施例中，提供一种用于运载工具电推进系统的电机，所述电机包括壳体、定子、转子和定子绕组。所述定子位于所述壳体内，并且具有环形形状，所述环形形状限定沿所述定子的纵向轴线伸长的中心孔。所述定子限定围绕所述中心孔周向设置的槽。所述转子固持在所述定子的所述中心孔内。所述转子连接到沿所述定子的所述纵向轴线延伸的轴。所述转子配置成相对于所述定子围绕所述纵向轴线旋转。所述定子绕组在所述壳体内延伸穿过所述定子的所述槽。所述定子绕组包括核心导体、围绕所述核心导体的绝缘层以及围绕所述绝缘层的导电屏蔽层。所述定子绕组包括位于所述定子的所述槽内的槽内部分以及位于所述槽外部的端部绕组部分。所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的所述槽内部分和所述端部绕组部分这两者围绕所述定子绕组的所述绝缘层。
[0006]在本公开的一个或多个实施例中，提供一种用于运载工具的推进系统，所述推进
系统包括发动机以及可操作地连接到所述发动机的电推进系统。所述电推进系统包括电机。所述电机包括壳体、定子、转子和定子绕组。所述定子位于所述壳体内，并且具有环形形状，所述环形形状限定沿所述定子的纵向轴线伸长的中心孔。所述定子限定围绕所述中心孔周向设置的槽。所述转子固持在所述定子的所述中心孔内。所述转子连接到沿所述定子的所述纵向轴线延伸的轴。所述转子配置成相对于所述定子围绕所述纵向轴线旋转。所述定子绕组在所述壳体内延伸穿过所述定子的所述槽。所述定子绕组包括核心导体、围绕所述核心导体的绝缘层以及围绕所述绝缘层的导电屏蔽层。所述定子绕组包括位于所述定子的所述槽内的槽内部分以及位于所述槽外部的端部绕组部分。所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的所述槽内部分和所述端部绕组部分围绕所述定子绕组的所述绝缘层。
[0007]在本公开的一个或多个实施例中，提供一种用于组装运载工具电推进系统的电机的方法，所述方法包括在壳体内提供定子。所述定子具有环形形状，所述环形形状限定沿所述定子的纵向轴线伸长的中心孔。所述定子限定围绕所述中心孔周向设置的槽。所述方法包括在所述壳体内将定子绕组插入所述定子的所述槽内。所述定子绕组包括核心导体以及围绕所述核心导体的绝缘层。所述定子绕组具有位于所述定子的所述槽内的槽内部分以及位于所述槽外部的端部绕组部分。所述方法还包括施加围绕所述定子绕组的所述绝缘层的导电屏蔽层。所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的所述槽内部分和所述端部绕组部分这两者施加。
[0008]技术方案1.一种用于运载工具电推进系统的电机，所述电机包括：
[0009]壳体；
[0010]位于所述壳体内的定子，所述定子具有环形形状，所述环形形状限定沿所述定子的纵向轴线伸长的中心孔，所述定子限定围绕所述中心孔周向设置的槽；
[0011]转子，所述转子固持在所述定子的所述中心孔内，所述转子连接到沿所述定子的所述纵向轴线延伸的轴，所述转子配置成相对于所述定子围绕所述纵向轴线旋转；以及
[0012]定子绕组，所述定子绕组在所述壳体内延伸穿过所述定子的所述槽，所述定子绕组包括核心导体、围绕所述核心导体的绝缘层以及围绕所述绝缘层的导电屏蔽层，所述定子绕组包括位于所述定子的所述槽内的槽内部分以及位于所述槽外部的端部绕组部分，
[0013]其中所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的所述槽内部分和所述端部绕组部分这两者围绕所述定子绕组的所述绝缘层。
[0014]技术方案2.根据技术方案1所述的电机，其中所述定子绕组的所述导电屏蔽层沿所述端部绕组部分所具有的导电率大于沿所述槽内部分的导电率。
[0015]技术方案3.根据技术方案1所述的电机，其中所述定子绕组的所述导电屏蔽层沿所述端部绕组部分的厚度大于沿所述槽内部分的厚度。
[0016]技术方案4.根据技术方案1所述的电机，其中所述定子绕组的所述核心导体是中空的并且限定穿过其中的流体通道，以用于冷却所述核心导体。
[0017]技术方案5.根据技术方案4所述的电机，进一步包括冷却管，所述冷却管延伸到所述壳体中并且在所述壳体内位于所述定子外部的冷却结点处连接到所述定子绕组，所述冷却管包括被所述导电屏蔽层围绕的电介质管，所述电介质管在所述冷却结点处流体连通到所述核心导体的所述流体通道并且配置成将冷却流体输送到所述流体通道中。
[0018]技术方案6.根据技术方案1所述的电机，其中所述壳体是导电的，并且所述定子绕
组具有延伸穿过位于所述壳体内的开口的出口段，所述定子绕组的所述导电屏蔽层在所述开口处与所述壳体接合，以将所述导电屏蔽层电连接到所述壳体。
[0019]技术方案7.根据技术方案1所述的电机，其中所述导电屏蔽层沿所述壳体内的所述定子绕组的整个长度围绕所述绝缘层。
[0020]技术方案8.根据技术方案1所述的电机，其中所述定子绕组的所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的长度分割成离散屏蔽段，相邻屏蔽段由围绕所述定子绕组的整个周边延伸的介电间隙彼此间隔开，以阻止所述相邻屏蔽段之间的电流流动。
[0021]技术方案9.根据技术方案8所述的电机，其中所述定子绕组包括延伸所述定子绕组的长度的加蔽线，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于运载工具电推进系统的电机，所述电机包括：壳体；位于所述壳体内的定子，所述定子具有环形形状，所述环形形状限定沿所述定子的纵向轴线伸长的中心孔，所述定子限定围绕所述中心孔周向设置的槽；转子，所述转子固持在所述定子的所述中心孔内，所述转子连接到沿所述定子的所述纵向轴线延伸的轴，所述转子配置成相对于所述定子围绕所述纵向轴线旋转；以及定子绕组，所述定子绕组在所述壳体内延伸穿过所述定子的所述槽，所述定子绕组包括核心导体、围绕所述核心导体的绝缘层以及围绕所述绝缘层的导电屏蔽层，所述定子绕组包括位于所述定子的所述槽内的槽内部分以及位于所述槽外部的端部绕组部分，其中所述导电屏蔽层沿所述定子绕组的所述槽内部分和所述端部绕组部分这两者围绕所述定子绕组的所述绝缘层，其中所述壳体是导电的，并且所述定子绕组具有延伸穿过位于所述壳体内的开口的出口段，所述定子绕组的所述导电屏蔽层在所述开口处与所述壳体接合，以将所述导电屏蔽层电连接到所述壳体。2.根据权利要求1所述的电机，其中所述定子绕组的所述导电屏蔽层沿所述端部绕组部分所具有的导电率大于沿所述槽内部分的导电率。3.根据权利要求1所述的电机，其中所述定子绕组的所述导电屏蔽层沿所述端部绕组部分的厚度大于沿所述槽内部分的厚度。4.根据权利要求1所述的电机，其中所述定子绕组的所述核心导体是中空的并且限定穿过其中的流体通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM卡尔布雷斯，J萨利文，张丽丽，陈勤，K韦伯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：