基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，包括双转子电机部分和电涡流制动器部分，电涡流制动器部分包括空心轴及其两侧对称安装的固定桩，固定桩外部套接电涡流制动器定子，电涡流制动器定子外部设有若干定子磁极，定子磁极外部绕制电涡流制动器励磁线圈，双转子电机部分包括自内向外依次套接的定子、内转子和外转子，外转子与内转子之间安装励磁线圈，定子固定在空心轴上，空心轴的两端分别安装一个电涡流制动器的转子，两个电涡流制动器的转子之间安装外转子，三者形成一体化构造。本发明专利技术所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，对装配精度要求低、体积小、可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置


[0001]本专利技术属于航母电磁弹射与阻拦
，尤其是涉及一种基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置。

技术介绍

[0002]航母弹射与阻拦装置是航母上重要的航空保障特种装备。舰载机的弹射和着舰过程十分危险，为了使舰载机在有限长度的甲板上实现安全起飞和着舰，必须通过弹射和阻拦系统使舰载机在有限的距离内实现弹射起飞和停止。目前，现役航母弹射装置大多采用蒸汽弹射和电磁弹射。相比蒸汽弹射，电磁弹射拥有体积小、动力充足、损耗低和维护成本低等优点。电磁弹射主要有线圈弹射和直线电机弹射。然而线圈弹射和直线电机弹射具有结构复杂、占用空间大、可靠性低、成本高和维护难度大等缺点。
[0003]阻拦索系统大多采用液压缓冲式阻拦装置，例如美国现役航母上配置的MK7
‑
3型阻拦装置，该阻拦装置由阻拦索、滑轮缓冲系统、阻拦机系统、钢索系统、钢索末端缓冲系统、定长冲跑控制系统、复位系统、油液冷却系统、阻拦索支撑系统等组成。另外，美国的“福特”级航母装备了以水涡轮机和感应电机为主要吸能部件的先进阻拦装置。然而，液压缓冲式阻拦装置存在结构复杂、重量大、可靠性低、控制困难、成本高和油液作功产生的大量热量严重影响密封件寿命与系统可靠性等缺点。以水涡轮机和感应电机为主的先进阻拦装置需要各个旋转构件共轴连接，因此该装置对装配精度要求较高。并且该装置也具有体积大、响应慢、结构复杂和可靠性低等缺点。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，以提供一种兼备弹射与拦截以及对装配精度要求低、体积小、可靠性高和响应迅速的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，包括双转子电机部分和电涡流制动器部分，所述电涡流制动器部分包括空心轴及其两侧对称安装的固定桩，每个固定桩外部固定套接一个电涡流制动器定子，电涡流制动器定子外部设有若干定子磁极，每个定子磁极外部均绕制电涡流制动器励磁线圈，定子磁极上还设有喷液孔；所述双转子电机部分包括自内向外依次套接的定子、内转子和外转子，外转子与内转子之间分别安装左励磁线圈和右励磁线圈，定子固定在非转动的空心轴上，内转子的内圈安装永磁体，定子的励磁绕组通过空心轴上的出线孔与外部电源实现连接；空心轴的两端分别安装一个电涡流制动器的转子，两个电涡流制动器的转子之间安装外转子，三者形成一体化构造。电涡流制动器的转子与电涡流制动器的定子之间设有气隙，使得电涡流制动器励磁线圈通电时形成磁路。
[0007]进一步的，所述电涡流制动器部分包括空心轴及其两侧固定安装的左固定桩和右
固定桩，右固定桩外部固定套接右电涡流制动器定子，左固定桩外部固定套接左电涡流制动器定子，左电涡流制动器定子外部设有若干左电涡流制动器的定子磁极，每个左电涡流制动器的定子磁极外部绕制一个左电涡流制动器的励磁线圈，左电涡流制动器的定子磁极上还设有喷液孔。
[0008]进一步的，所述左电涡流制动器的转子通过左转子支撑轴承固定连接至空心轴，右电涡流制动器的转子通过右转子支撑轴承固定连接至空心轴。
[0009]进一步的，所述永磁体镶嵌在内转子的内圈中，相邻的两个永磁体之间形成永磁体槽。
[0010]进一步的，所述内转子外部设有若干内转子凸极。
[0011]进一步的，所述固定桩下方设有水槽，上方设有公共水腔，水槽、公共水腔和喷液孔联通。
[0012]进一步的，所述定子与内转子之间设有第一气隙；内转子与外转子之间设有第二气隙。
[0013]进一步的，所述空心轴上设有外转子电机励磁绕组的出线孔。
[0014]进一步的，所述外转子为锥形鼓轮，且外表面设有导向槽。
[0015]相对于现有技术，本专利技术所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置具有以下优势：
[0016](1)本专利技术所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，兼备弹射与拦截两种功能；并且采用储能双转子电机构造大幅度降低了电机的功率，尺寸和重量以及对电源的冲击；在弹射方面，与直线电机弹射和线圈弹射相比，该装置体积小、结构简单可靠、成本低、维护方便、控制简单、适用于不同规格的舰载机；在拦截方面，以水涡轮机和感应电机为主的先进阻拦装置相比，该装置通过将双转子电机、电涡流制动器和锥形鼓轮一体化单轴构造设计，大幅降低了装置的体积与重量以及对装配精度的要求。并且电涡流制动器转动惯量较小，通过调节励磁电流实现对制动力矩的控制，适用于不同规格的舰载机，具有结构简单可靠、响应迅速和控制简单、灵活等优点；相较于液压缓冲式阻拦装置，该装置具有体积小、重量轻、响应迅速、结构简单、可靠性高和无需密封等优势。
附图说明
[0017]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1为本专利技术实施例所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置的俯视图；
[0019]图2为图1的A
‑
A向剖视图；
[0020]图3为图1的B
‑
B向剖视图；
[0021]图4为图1的C
‑
C向剖视图；
[0022]图5为图4中A部的放大图；
[0023]图6为本专利技术实施例所述的左电涡流制动器定子的示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例所述的内转子的示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例所述的右固定桩的示意图；
[0026]图9为本专利技术实施例所述的右固定桩的剖视图；
[0027]图10为本专利技术实施例所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置的弹射原理图一；
[0028]图11为本专利技术实施例所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置的弹射原理图二；
[0029]图12为本专利技术实施例所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置的阻拦原理图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1‑
左固定桩；2
‑
左电涡流制动器定子；3
‑
左电涡流制动器的励磁线圈；4
‑
左电涡流制动器的定子磁极；5
‑
左电涡流制动器的转子；6
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左固定筒；7
‑
左励磁线圈；8
‑
永磁体；9
‑
励磁绕组；10
‑
定子10；11
‑
内转子；12
‑
外转子；13
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右励磁线圈；14
‑
右固定筒；15
‑
右电涡流制动器的转子；16
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，其特征在于：包括双转子电机部分和电涡流制动器部分，所述电涡流制动器部分包括空心轴及其两侧对称安装的固定桩，每个固定桩外部固定套接一个电涡流制动器定子，电涡流制动器定子外部设有若干定子磁极，每个定子磁极外部均绕制电涡流制动器励磁线圈；所述双转子电机部分包括自内向外依次套接的定子、内转子和外转子，外转子与内转子之间安装左励磁线圈和右励磁线圈，定子固定在非转动的空心轴上，内转子的内圈安装永磁体，定子的励磁绕组通过空心轴上的出线孔与外部电源实现连接；空心轴的两端分别安装一个电涡流制动器的转子，两个电涡流制动器的转子之间安装外转子，三者形成一体化构造，电涡流制动器的转子与电涡流制动器的定子之间设有气隙，使得电涡流制动器励磁线圈通电时形成磁路。2.根据权利要求1所述的基于储能双转子电机的单轴构造航母电磁弹射与阻拦装置，其特征在于：所述电涡流制动器部分包括空心轴及其两侧固定安装的左固定桩和右固定桩，右固定桩外部固定套接右电涡流制动器定子，左固定桩外部固定套接左电涡流制动器定子，左电涡流制动器定子外部设有若干左电涡流制动器的定子磁极，每个左电涡流制动器的定子磁极外部绕制一个左电涡流制动器的励磁线圈，左电涡流制动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德胜，赵童，
申请(专利权)人：清华大学天津高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：