本發明專利技術涉及用于高速無套筒轉子的設備。提供一種用于電機的高速無套筒轉子。該轉子包括能夠繞縱向軸線旋轉的軸(108)和至少包圍該軸的一部分的轉子芯(148)，該轉子芯包括軸向定向槽(306)，該槽包括徑向外部槽口、徑向內部槽底(320，604)和在它們之間延伸的槽側壁，槽底包括頂桿附連部件(322)，其從槽底徑向向外延伸并構造成接合定位在槽口(318)中的頂桿(316)，槽側壁包括肩部，其構造成接合頂桿，從而防止頂桿的徑向向外運動。
【技術實現步驟摘要】
本專利
大體上涉及航空發動機的同步機，并且更具體地涉及用于無套筒 (sleeveless)高速發動機起動器/發電機轉子的設備和系統。
技術介紹
至少一些已知的同步機轉子以高旋轉速率旋轉。作用在容納于轉子中的構件上的離心力與構件的質量、轉子的旋轉速度和從轉子的旋轉中心到構件的距離有關。為了使轉子構件包含在轉子包殼內，已知的轉子利用轉子的堆疊疊層(lamination)和構件按壓在其中的套筒。轉子封閉套筒將轉子應力維持在可接受的水平。然而，轉子封閉套筒也增加了轉子的裝配重量，且因此增加了同步機的裝配重量，并增加了主轉子和定子之間的空氣隙距離，從而降低了機器的磁效率。
技術實現思路
在一實施例中，用于電機的高速無套筒轉子包括能夠繞縱向軸線旋轉的軸、至少包圍該軸的一部分的轉子芯，其中轉子芯包括軸向定向槽。該槽包括徑向外部槽口、徑向內部槽底和在它們之間延伸的槽側壁。槽底包括頂桿(topstick)附連部件，其從槽底徑向向外延伸并且構造成接合定位在槽口中的頂桿，且槽側壁包含肩部，其構造成接合頂桿，從而防止頂桿的徑向向外運動。在另一實施例中，用于電機的高速無套筒轉子包括各具有外周緣的多個疊層，其沿轉子軸面對面地堆疊，從而形成轉子芯，轉子芯具有外周表面，其包括多個疊層的邊緣。 轉子還包括沿轉子芯的周向以預定間距間隔開的多個軸向槽，各軸向槽由至少部分沿槽的長度延伸的頂桿封閉。各軸向槽包括構造成接合頂桿的徑向外部唇的接合面、徑向向內朝槽底延伸的側壁和從槽底徑向向外延伸的附連部件。該附連部件構造成接合頂桿和頂桿楔中的至少一個，使得在定位于槽內的一個或多個構件中產生的離心力在附連部件和接合面之間分擔。在又一實施例中，用于電機的疊片芯的疊層包括整體平面主體，其包括外周緣、與外周緣徑向隔開的內圍緣和多個開口，該多個開口從外周緣徑向向內延伸通過主體，使得開口圍繞主體弧形地間隔開。開口各包括在外周緣和內圍緣之間的槽底緣。槽底緣包括頂桿附連部件，其從槽底緣徑向向外延伸并且構造成接合頂桿和頂桿楔中的至少一個。附圖說明圖1-6示出本文所述的轉子和疊層的示范實施例。圖1為發動機起動器/發電機(ES/G)組件的示意電氣圖；圖2為圖1所示的轉子組件的透視圖；圖3為圖1和2所示的由多個疊層構成的主轉子疊層的一部分的軸向視圖；圖4為根據本專利技術的另一示范實施例的圖1和2所示的由多個疊層構成的主轉子疊層的一部分的軸向視圖；圖5為根據本專利技術的又一示范實施例的圖1和2所示的由多個疊層構成的主轉子疊層的一部分的軸向視圖；并且圖6為根據本專利技術的又一示范實施例的圖1和2所示的由多個疊層構成的主轉子疊層的一部分的軸向視圖。部件列表100發動機起動器/發電機(ES/G)組件102主發電機104永磁發電機(PMG)106激勵器106轉子組件108軸110PMG 定子112PMG 轉子114發電機電壓調節器(GVR)116定子繞組118永久磁體120輸出122輸出124場繞組126激勵器轉子128激勵器定子130交流輸出132二極管整流器134直流輸出136主轉子138主定子140電輸出142逆變器/變換器控制器(ICC)144邊緣146多個疊層148轉子芯150外周延伸200導管202油管路連接件300主轉子疊層302中心孔304銅條開孔306主槽308主轉子繞組310主轉子油管312主轉子繞組楔314槽襯316頂桿318開口320槽底322徑向內部附連部件324延伸部326頂桿接合面328互補接合面330附連槽400主轉子頂桿402主轉子頂桿楔404第一固定部件406第二固定部件500主轉子頂桿502固定部件526頂桿接合面600主轉子頂桿602固定部件604槽底626頂桿接合面628接合面具體實施例方式以下詳細描述通過舉例而不是限制的方式圖示本專利技術的實施例。預期本專利技術對于工業、商業和家庭應用中的旋轉機械具有廣泛應用。如本文中所用的，以單數形式提出并且前面帶著詞語“一”的元件或步驟應理解為不排除多個元件或者步驟，除非這種排除被明確地提出。此外，對本專利技術的“一個實施例”的參考不意圖被理解為排除也具有所提出特征的另一實施例的存在。圖1為根據本專利技術的示范實施例、包括主發電機102、永磁發電機(PMG) 104和激勵器106的發動機起動器/發電機(ES/G)組件100的示意電氣圖。在該示范實施例中，ES/ G組件100包括轉子組件106，其包括軸108。在該示范實施例中，PMG104包括PMG定子110和PMG轉子112。PMG定子110提供電功率給發電機電壓調節器(GVR) 114。交流電壓通過旋轉PMG104的永久磁體118在定子繞組116中產生。GVR114電路對PMG104的輸出120進行整流和調制。GVR114的輸出122 饋送回到激勵器磁繞組124，從而在激勵器轉子1 上產生交流電壓，這引起電流。激勵器 106是帶有定子1 和三相盤繞激勵器轉子126的無刷同步機。激勵器定子1 在起動模5式期間具有三相繞組且在發電模式期間具有直流繞組。激勵器106的交流電壓輸出的幅值與場繞組IM上的直流激勵電流和轉子1 的旋轉速度成比例。轉子126的交流輸出130利用多個二極管整流器132的全波電橋進行整流，整流器軸向地安裝在軸108內部，用于直接接觸油冷卻和低慣性力。來自二極管整流器132的直流輸出134提供場電流給主發電機102。主發電機102包括盤繞多極主轉子136和星形連接的3 0主定子138。主定子138 的電壓輸出140的幅值與由激勵器轉子1 提供的直流輸出134電流和主轉子136的旋轉速度成比例。提供給場繞組1 的輸出122的直流激勵電壓決定來自主發電機102的輸出功率的幅值。主發電機102的主定子138的電輸出140饋送至相應的逆變器/變換器控制器 (ICC) 142。在連續發電模式期間，主發電機102的交流輸出140(120Vac)被整流成例如 270Vdc用于分配。轉子106是能夠具有大于24，OOOrpm的旋轉速度的無套筒高速轉子設計。由于無套筒，堆疊在一起以形成轉子芯148的多個疊層146的外周緣144也是轉子136的外周延伸。圖2是根據本專利技術的示范實施例的轉子組件106(如圖1所示)的透視圖。如圖 1所示，轉子組件106包括安裝在共同軸108上的激勵器轉子126、PMG轉子112和主轉子 136。在該示范實施例中，軸108是中空的且形成用于冷卻油的導管和用于諸如二極管整流器132的安裝空間。在該示范實施例中，主轉子136包括轉子油冷卻系統的機載(onboard) 部分(未在圖2中示出)。該機載部分包括油管路連接件202，其構造成將相應的主轉子油冷卻管(未在圖2中示出)聯接到軸108。圖3是根據本專利技術的示范實施例的由多個疊層146(在圖1和圖2中示出)構成的主轉子疊層300的一部分的軸向視圖。在該示范實施例中，疊層300包括大致圓形的截面，其僅僅部分示出。疊層300包括外周緣144(在圖1中示出)，其在轉子136完全裝配時形成轉子136的外周延伸150的一部分。應該注意到，轉子136不包括套筒，套筒用于現有技術的高速轉子中以降低包含原本必須由疊層接收的作用在轉子上的離心力的應力。疊層300包括中心孔302，其在疊層300安裝在軸108上時包圍本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種用于電機的高速無套筒轉子，所述轉子包括：軸（１０８），其能夠繞縱向軸線旋轉；和轉子芯（１４８），其至少包圍所述軸的一部分，所述轉子芯包括軸向定向槽（３０６），所述槽包括徑向外部槽口、徑向內部槽底（３２０，６０４）和在它們之間延伸的槽側壁，所述槽底包括頂桿附連部件（３２２），其從所述槽底徑向向外延伸并構造成接合定位在所述槽口（３１８）中的頂桿（３１６），所述槽側壁包括肩部，其構造成接合所述頂桿，從而防止所述頂桿的徑向向外運動。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：J·奇沃特，X·賈，N·K·奧斯丁，
申請(專利權)人：通用電氣航空系統有限責任公司，
類型：發明
國別省市：US
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