【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空三级式发电机，尤其涉及一种用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置及方法。
技术介绍
1、航空三级式发电机作为飞机主电源在航空领域得到了广泛的应用，其基本结构包括：主电机、励磁机、永磁励磁机、旋转整流器。航空三级式发电机的主体部分是主电机，它是一台电励磁同步电机，用于对外输出功率。为了减轻重量、提高功率密度，航空发电机具有高电负荷和高磁负荷的特性，因此其损耗和发热问题十分突出，必须具有良好的冷却系统。
2、对于功率较小的航空发电机，可以采用风冷方式，包括：自通风冷却、强迫通风冷却以及自通风和强迫通风组合冷却。对于大功率的发电机，风冷已不能满足散热需求，通常采用油冷方式。油冷电机设计有专门的油路，油路中通入飞机冷却油，通过冷却油来带走电机发热部位的热量。一般采用定子循油+转子喷油的组合方式进行冷却，定子壳体内设计有螺旋形油道，转子轴为空心轴、且沿圆周方向开有喷油孔。
3、但是随着混合电推进飞机的发展，机载用电量大幅提升，需要功率更大、功率密度更高的航空发电机，因此也就需要更加高效冷却方式。这其中，如何改进适合于高功率密度航空内冷式发电机的冷却方式，成为了需要进行深入研究的课题。
技术实现思路
1、本专利技术的实施例提供一种用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置及方法，能够在提高功率密度的同时实现高效的冷却效果。
2、为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术的实施例提供的用于航空内冷式
4、所述电枢绕组冷却装置集成在所述航空内冷式发电机中，所述电枢绕组冷却装置包括：定子铁心(1)、空心导线(2)、油电分离接头(3)、导油软管(4)、进油盘(6)和回油盘(7)；进油盘(6)和回油盘(7)分别安装在定子铁心(1)的两侧，进油盘(6)和回油盘(7)分别对应一侧的油电分离接头(3)；进油盘(6)通过进油盘(6)一侧的导油软管(4)连接了进油盘(6)对应的油电分离接头(3)，进油盘(6)对应的油电分离接头(3)连接空心导线(2)的进油端；空心导线(2)的出油端连接了回油盘(7)对应的油电分离接头(3)，回油盘(7)对应的油电分离接头(3)通过回油盘(7)一侧的导油软管(4)连接回油盘(7)；进油盘(6)和回油盘(7)都采用具有内部空腔的盘状结构，进油盘(6)开设有进油口(61)，回油盘(7)开设有回油口(71)，进油口(61)与回油口(71)在圆周方向上相差180°。
5、其中，冷却油在外部油泵压力下从进油口(61)进入，充满进油盘(6)，从通油口(62)流出，通过导油软管(4)进入油电分离接头(3)，再流入空心导线(2)，流入空心导线(2)的冷却油带走热量，从另一端的油电分离接头(3)、导油软管(4)流出，从通油口(72)流入回油盘(7)，最后从回油口(71)流出。每根空心导线(2)油路都是并联连接。
6、具体的，进油盘(6)上还开设有进油盘的通油口(62)，回油盘(7)上还开设有进油盘的通油口(72)；油电分离接头(3)的圆形开口(32)、进油盘的通油口(62)、回油盘的通油口(72)上都通过螺纹安装有油路接头(5)；导油软管(4)的端部设置有连接螺母(41)，导油软管(4)通过连接螺母(41)和油路接头(5)相连，实现油电分离接头(3)、进油盘(6)、回油盘(7)在油路上的连接。
7、具体的，油电分离接头(3)的圆形开口(32)的内壁具有螺纹，用于连接导油软管(4)，以便于空心导线(2)内的冷却油通入油电分离接头(3)后从圆形开口(32)处流入导油软管(4)。导油软管(4)的两端都设有连接螺母(41)，连接螺母(41)为中空结构且内壁具有螺纹，导油软管(4)中部的管身(42)采用耐高温且耐腐蚀的聚四氟乙烯材质；油路接头(5)为通孔结构，通孔的两头都刻有螺纹，通过外围螺纹与其他部件进行连接，同时内部可以通过冷却油。
8、进一步的，进油盘(6)的侧壁开有一个进油口(61)，进油口(61)为圆形；在一侧轴向上开设有通油口(62)，通油口(62)的数量与定子铁心(1)槽数相同；每个通油口(62)的内壁具有螺纹。回油盘(7)的侧壁开有一个回油口(71)，回油口(71)为矩形；在一侧轴向上开设有通油口(72)，通油口(72)的数量与定子铁心(1)槽数相同；每个通油口(72)的内壁具有螺纹。
9、具体的，所述航空内冷式发电机的电枢绕组为双层整数槽绕组，其中，空心导线(2)放置在定子铁心(1)的导线槽内，每个导线槽内放置上下两根空心导线(2)，空心导线(2)为扁线，空心导线(2)内通有冷却油。
10、所述电枢绕组为波绕组，空心导线(2)在端部进行一定角度的扭转，一个极下的空心导线(2)跨过极距与下一极的对应导线通过油电分离接头(3)连接；油电分离接头(3)的材质为铜，具有导电性，内部为空心结构，外部涂有绝缘层。各个空心导线(2)的油路之间形成并联。其中，在油电分离接头(3)上开设有轴向和径向两个方向的开口，其中，在径向上开设圆形开口(32)，在轴向上开有上下两个矩形开口(31)，每个矩形开口(31)的尺寸都与空心导线(2)相匹配，空心导线(2)从矩形开口(31)处插入油电分离接头(3)内部，并通过焊接与油电分离接头(3)的内壁固定连接，两根空心导线(2)可以通过导电的油电分离接头(3)实现电路上的连接。
11、第二方面，本专利技术的实施例提供的应用在所述电枢绕组冷却装置上的电枢绕组冷却方法，包括：
12、油路正常工作时，通过外部压力将冷却油从进油口(61)泵入并充满进油盘(6)，其中，可以通过外部设置的油泵提供外部压力将冷却油从进油口(61)泵入并充满进油盘(6)；
13、从通油口(62)流出的冷却油通过导油软管(4)进入油电分离接头(3)，再流入空心导线(2)，以便于流入空心导线(2)的冷却油带走热量；
14、冷却油通过空心导线(2)的另一端的油电分离接头(3)经过导油软管(4)流出，之后再从通油口(72)流入回油盘(7)，最后从回油口(71)流出。
15、本专利技术实施例提供的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置及方法，采用了空心导线作为电枢绕组，空心导线外壁为铜，通有电枢电流，空心导线的空腔内通有冷却介质如冷却油，冷却介质与电枢绕组直接接触，通过完整的空心导线冷却油路和合理设计的油压，冷却油在油路内以一定速度流动，从而带走电枢绕组产生的热量，可以实现电枢绕组的高效冷却。与现有技术相比，本方案的电枢绕组采用特制的空心导线，空心导线的空腔内部可以通入冷却油，电枢绕组可以与冷却介质直接接触，从结构层面上实现了直接热传递，冷却效果好；并且，本方案采用轴向进油设计，从电机轴向一端进油、另一端回油，所有空心导线的油路均为并联，每条油路的长度短、流阻低，所需的油压低，冷却效果好。
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1.一种用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，所述电枢绕组冷却装置集成在所述航空内冷式发电机中，所述电枢绕组冷却装置包括：定子铁心(1)、空心导线(2)、油电分离接头(3)、导油软管(4)、进油盘(6)和回油盘(7)；
2.根据权利要求1所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，进油盘(6)上还开设有进油盘的通油口(62)，回油盘(7)上还开设有回油盘的通油口(72)；
3.根据权利要求2所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，油电分离接头(3)的圆形开口(32)的内壁具有螺纹，用于连接导油软管(4)，以便于空心导线(2)内的冷却油通入油电分离接头(3)后从圆形开口(32)处流入导油软管(4)。
4.根据权利要求2所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，导油软管(4)的两端都设有连接螺母(41)，连接螺母(41)为中空结构且内壁具有螺纹，导油软管(4)中部的管身(42)采用聚四氟乙烯材质；
5.根据权利要求2所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，进
6.根据权利要求5所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，回油盘(7)的侧壁开有一个回油口(71)，回油口(71)为矩形；
7.根据权利要求1所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，所述航空内冷式发电机的电枢绕组为双层整数槽绕组，其中，空心导线(2)放置在定子铁心(1)的导线槽内，每个导线槽内放置上下两根空心导线(2)，空心导线(2)为扁线，空心导线(2)内通有冷却油。
8.根据权利要求1所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，所述电枢绕组为波绕组，空心导线(2)在端部扭转，一个极下的空心导线(2)跨过极距与下一极的对应导线通过油电分离接头(3)连接；
9.根据权利要求3所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，在油电分离接头(3)上开设有轴向和径向两个方向的开口，
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，应用在所述电枢绕组冷却装置上的电枢绕组冷却方法，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，所述电枢绕组冷却装置集成在所述航空内冷式发电机中，所述电枢绕组冷却装置包括：定子铁心(1)、空心导线(2)、油电分离接头(3)、导油软管(4)、进油盘(6)和回油盘(7)；
2.根据权利要求1所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，进油盘(6)上还开设有进油盘的通油口(62)，回油盘(7)上还开设有回油盘的通油口(72)；
3.根据权利要求2所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，油电分离接头(3)的圆形开口(32)的内壁具有螺纹，用于连接导油软管(4)，以便于空心导线(2)内的冷却油通入油电分离接头(3)后从圆形开口(32)处流入导油软管(4)。
4.根据权利要求2所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，导油软管(4)的两端都设有连接螺母(41)，连接螺母(41)为中空结构且内壁具有螺纹，导油软管(4)中部的管身(42)采用聚四氟乙烯材质；
5.根据权利要求2所述的用于航空内冷式发电机的电枢绕组冷却装置，其特征在于，进油盘(6)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张卓然，李立强，卞魏啸，李进才，戴礼武，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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