一种带有回油、泄油、密封结构的分体式永磁发电机制造技术

本发明专利技术属于航空机电领域，涉及一种带有回油、泄油、密封结构的分体式永磁发电机。发电机包括：驱动轴、驱动装置壳体、发电组件；发电组件前端与驱动装置壳体固连，后端固连其它产品，驱动轴贯穿固连的三者，驱动装置壳体上开设有与驱动轴内滑油腔连通的滑油供给口，滑油腔在位于发电组价的位置开设注油孔，注油孔使得滑油腔与发电组件所在空间连通，发电组件上开设第一回油孔，发电组件气隙作为第二回油孔；第一和第二回油孔用以回收流经发电机气隙的滑油；驱动器壳体下部开设第三回油孔，第三回油孔用于将收集的滑油排出发电机，进入系统回油管路；第一、第二和第三回油孔通过发电机的间隙连通。的间隙连通。的间隙连通。

【技术实现步骤摘要】
一种带有回油、泄油、密封结构的分体式永磁发电机


[0001]本专利技术属于航空机电领域，涉及一种带有回油、泄油、密封结构的分体式永磁发电机。

技术介绍

[0002]永磁发电机(以下简称发电机)是航空发动机电源系统的核心部件，其功能是在发动机驱动轴驱动下转子旋转，在定子绕组中感应电动势，输出交流电。该交流电经转换后为控制系统供电。
[0003]发电机需负载状态长期工作，为了降低温升、保证可靠工作，一般采用自然冷却、风冷、油冷三种主要的冷却方式，而安装在航空发动机中的发电机，安装在密闭空间内，工作环境温度为
‑
55℃～125℃，最高温度为163℃(10min)，自然冷却、风冷都无法有效降低温升，因此本发电机需采用滑油冷却方式。
[0004]以往发电机采用整体结构，定转子通过端盖、壳体连接，用轴承保证转子旋转。增加了轴承旋转带来的发热问题，油冷时还需完成轴承的密封设计。
[0005]以往发电机输出多套绕组时，每套绕组间互相交叉，存在干扰，增加了感抗，导致发电机输出功率降低。
[0006]以往采用滑油冷却的分体式发电机，一般油路设计方案是：
[0007]1)定子壳体为盲孔型式，滑油从定子壳体开口端的进油孔进入电机内部，滑油灌入后高度达到转子外径，在转子带动下淋溅在定子绕组、定子铁芯上，滑油在重力作用下流入定子开口端的出油口(进油孔与出油孔在一侧位置)流出。此种油冷结构发电机不需单独具有密封结构，只完成发电机定子壳体的止口静密封即可。缺点是无回油油路，滑油注入发电机后从出油孔流出，易在发电机末端(定子壳体开口端另一侧)的绕组端部及壳体下部形成杂质沉积，杂质中含有大量金属，易导致发电机过热甚至短路；
[0008]2)定子壳体也是盲孔型式，内部中空，滑油只在壳体内流过，间接冷却定子绕组，无法直接冷却转子。此种发电机油路结构不需发电机单独具有密封结构，设计更简单，克服了上述方案杂质对定子绕组的影响，但缺点很明显：壳体内部油路滑油量小、降温效果不明显，杂质在壳体内堆积后，影响发电机油冷效果。
[0009]以往采用滑油冷却且具有动密封结构的发电机，一般动密封结构设计方案是：唇形动密封包括密封保持架、连接在背向保持架侧的轴承上的固定件。该保持架包括多个分体，周向依次连接为环形盘体，且可拆卸。固定件包括多个分体，分体在周向间隔设置。该结构设计复杂，加工、装配困难。
[0010]滑油系统的泄油油路，根据系统设计需要，都采用拧入式接头，可以保证接位置、角度，方便油路管路连接。以往泄油接头为拧入式90
°
弯管接头时，需要旋转拧入定子壳体泄油孔处，使用的密封方式有：将旋转拧入式接头设计为3段螺纹，中间使用2级O形密封圈，最后通过螺母压紧垫圈实现3级密封。常用的垫圈为塑料垫圈，该垫圈在拧紧过程中与壳体端面摩擦，易出现割伤，导致密封漏油，且该结构接头设计复杂、加工困难。

技术实现思路

[0011]专利技术目的：提供一种用于分体式永磁发电机的油冷及密封结构，能保证滑油对发电机主要发热位置进行直接冷却，且控制发电机内部滑油余量及高度，及时排出泄露滑油及杂质，不能影响转子旋转，解决冷却效果不明显、在绕组内部或壳体内会形成杂质沉积，易导致发电机过热及短路问题，提高发电机寿命及可靠性。
[0012]技术方案：
[0013]本专利技术提供一种带有回油、泄油、密封结构的分体式永磁发电机，包括：驱动轴、驱动装置壳体、发电组件；
[0014]发电组件前端与驱动装置壳体固连，后端固连其它产品，驱动轴贯穿固连的三者，驱动装置壳体上开设有与驱动轴内滑油腔连通的滑油供给口，滑油腔在位于发电组价的位置开设注油孔，注油孔使得滑油腔与发电组件所在空间连通，发电组件上开设第一回油孔，发电组件气隙作为第二回油孔；第一和第二回油孔用以回收流经发电机气隙的滑油；
[0015]驱动器壳体下部开设第三回油孔，第三回油孔用于将收集的滑油排出发电机，进入系统回油管路；第一、第二和第三回油孔通过发电机的间隙连通。
[0016]发电组件包括：定子壳体、定子绕组、定子铁芯、转子；
[0017]定子壳体前端面与驱动装置壳体端面固连，后端面与其他产品固连；定子壳体内部固定有定子绕组和定子铁芯；驱动轴从中心轴位置穿入驱动装置壳体、定子壳体和其它产品；转子套接在驱动轴上；第一回油孔位于定子壳体和定子铁芯之间的下方。
[0018]发电机还包括：泄油油路；
[0019]泄油油路包括泄油孔和泄油接头；泄油孔的入口端设置在定子壳体外端面的非安装面下部，出口端设置在定子壳体的下方，并外接泄油接头。
[0020]定子壳体和旋转的驱动轴通过唇形动密封完成动密封；唇形动密封通过弹性孔用大挡圈固定在定子壳体的卡槽中，通过橡胶材料塑压成型的唇形密封圈与驱动轴接触，完成密封。
[0021]该发电组件有2套独立的定子绕组，每个定子绕组可单独发电，也可同时并行发电，且每个绕组输出功率可不相同；即每个发电机的绕组在要求转速范围内，能够独立输出互不干扰的三相交流电。
[0022]转子通过键与驱动轴连接，轴向由与驱动轴螺纹连接的锁紧螺母、内径带3个凸起与驱动轴凹槽配合且外径带4个凸起与锁紧螺母4个豁口配合的锁垫圈、具有孔用弹性张力的弹性孔用小卡圈固定。
[0023]定子壳体两侧的止口通过O形密封圈完成静密封；唇形动密封与定子壳体通过O形密封圈完成静密封；泄油接头与定子壳体之间通过O形密封圈完成静密封。
[0024]发电机转子采用表贴式，使用激光焊接将护套、挡板形成整体，保护内部磁钢，转子完全对称，不存在装错风险，结构简单，装配方便。
[0025]有益效果：
[0026]1)通过对分体式发电机回油油路设计，使驱动装置提供的滑油从一侧进入，从另一侧底部流出，充分冷却了发电机主要发热部件：定子铁芯、定子电枢绕组、转子磁钢，优化了以往同类电机同侧注油、回油的油路设计，达到了降低发电机温升、提高发电机使用寿命的目的。
[0027]2)通过密封结构设计，与驱动装置共同完成了分体式发电机的动、静密封，使用简单的唇形动密封实现驱动轴与发电机壳体的动密封，优化了以往同类发电机复杂动密封结构；利用O形密封圈配合塑料垫圈、金属平垫圈的组合，保证拧入式泄油接头实现尺寸要求。
[0028]3)增加泄油油路，发电机一旦发生滑油泄露，通过泄油孔，收集后导出，避免过多滑油或杂质进入其它产品内部。提高容错性，为驱动系统其它产品正常运行提供保障。
[0029]4)通过完全集中的两套输出绕组设计，使发电机定子绕组在定子铁芯中的分布完全独立，互相不交叉，避免了同类多绕组发电机，绕组间互相交叉导致的感抗增加、功率降低。
附图说明
[0030]图1为发电机的油路设计及密封结构示意图。其中，1
‑
驱动装置提供的动密封；2
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驱动轴；3
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驱动装置壳体；4
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其它产品；5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有回油、泄油、密封结构的分体式永磁发电机，其特征在于，包括：驱动轴、驱动装置壳体、发电组件；发电组件前端与驱动装置壳体固连，后端固连其它产品，驱动轴贯穿固连的三者，驱动装置壳体上开设有与驱动轴内滑油腔连通的滑油供给口，滑油腔在位于发电组价的位置开设注油孔，注油孔使得滑油腔与发电组件所在空间连通，发电组件上开设第一回油孔，发电组件气隙作为第二回油孔；第一和第二回油孔用以回收流经发电机气隙的滑油；驱动器壳体下部开设第三回油孔，第三回油孔用于将收集的滑油排出发电机，进入系统回油管路；第一、第二和第三回油孔通过发电机的间隙连通。2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，发电组件包括：定子壳体、定子绕组、定子铁芯、转子；定子壳体前端面与驱动装置壳体端面固连，后端面与其他产品固连；定子壳体内部固定有定子绕组和定子铁芯；驱动轴从中心轴位置穿入驱动装置壳体、定子壳体和其它产品；转子套接在驱动轴上；第一回油孔位于定子壳体和定子铁芯之间的下方。3.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，发电机还包括：泄油油路；泄油油路包括泄油孔和泄油接头；泄油孔的入口端设置在定子壳体外端面的非安装面下部，出口端设置在定子壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晓慧，米广庆，王彦军，卢治国，王亮，贾宗凯，王淼，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：