專利名稱：發(fā)電機主定子的護鐵冷卻套的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機，并且更具體地涉及起動機-發(fā)電機的內部油管理系統(tǒng)。
背景技術：
由氣輪機提供動力的飛機通常包括機械驅動的附屬齒輪箱，該齒輪箱連接諸如電 動起動機-發(fā)電機或發(fā)電機之類的附屬系統(tǒng)。高能量密度的飛機發(fā)電機利用內部油管理系統(tǒng)。內部油管理系統(tǒng)通過護鐵油流動 (back iron oil flow)提供對發(fā)電機主定子的補充冷卻，形成在定子外殼內的油槽限定上 述油流動。由于主定子通常構成為粘合的疊片組，所以主定子套通常安裝在疊片組和油冷 卻槽之間以確保油不通過疊片組泄漏到發(fā)電機的氣隙內，油泄漏到發(fā)電機氣隙內會因油的 粘性剪力而增加發(fā)動機的損失。主定子套通常由棒或管原料構成，該原料被機械加工出與主定子芯緊密配合的內 徑。然后在安裝到主定子芯上后機械加工主定子套的外徑，以確保與油槽的緊密配合。這 種機械加工雖然有效，但這樣的機械加工相當繁瑣，因為在主定子芯組裝前后都需要機械加工。
發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的用于發(fā)電機的主定子套包括材料片，具有在兩個相對 邊緣上的弧形凹口，使得其間的對接接頭(butt joint)限定銷孔。根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的用于發(fā)電機的外殼組件包括圓柱形定子外殼，其限定 至少一個油槽。主定子套安裝在圓柱形定子外殼的附近以至少部分地封閉至少一個油槽并 限定對接接頭。根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的發(fā)電機包括圓柱形定子外殼，其限定至少一個油槽。 主定子組件安裝在圓柱形定子外殼內使得主定子套安裝在圓柱形定子外殼和主定子組件 之間。主定子套至少封閉至少一個油槽。根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的形成主定子組件的方法包括將由直邊材料片形成的 主定子套定位在限定了至少一個油槽的圓柱形定子外殼內并至少部分地封閉至少一個油槽。
各種特征將從以下對所公開的非限定性實施例的具體描述變得對本領域技術人 員來說顯而易見。伴隨具體描述的附圖可被簡要描述如下圖1是用于氣輪機的起動機-發(fā)電機的整體示意性截面圖；圖2是起動機-發(fā)電機的內部油管理系統(tǒng)的示意圖；圖3是起動機_發(fā)電機的分解圖；圖4是在未安裝情況下的主定子套的立體圖5是在安裝情況下的主定子套的立體圖；圖6是在起動機-發(fā)電機內的圓柱形定子外殼的截面圖；圖7是在起動機-發(fā)電機內的圓柱形定子外殼的上部立體圖；圖8是在起動機-發(fā)電機內的圓柱形定子外殼的下部立體圖；圖9是安裝有主定子套的圓柱形定子外殼的截面圖；和圖10是組裝情況下的起動機_發(fā)電機的截面圖。
具體實施例方式圖1示意性地圖示了示例發(fā)電機20的所選部分，發(fā)電機20可用于起動諸如氣輪 機的主推進器T，或用于在被主推進器T驅動時產生電流。發(fā)電機20通?？砂òl(fā)電部分 22，容積式泵24和它們之間的齒輪箱26，所有這些都包含在公共的主外殼組件28內。雖 然在所公開的示例中圖示了可變頻發(fā)電機(VFG)，但應當理解的是，諸如綜合驅動發(fā)電機 (IDG)的其它發(fā)電機系統(tǒng)也從本文受益。這些類型的發(fā)電機可特別適用于飛機應用。在所公開的、非限定性實施例中，發(fā)電部分22是包括沿著旋轉軸線A安裝在公共 轉子軸36上的三個機器30、32、和34的3相機器。三個機器的定子組件30B、32B、34B都安 裝在主外殼28內并且三個轉子組件30A、32A、34A都安裝在轉子軸36上。主外殼組件28 可由驅動端(DE)蓋組件28A和非驅動端(NDE)蓋組件28B封閉，轉子軸36延伸通過該蓋 組件28A。第一機器30包括帶有PMG轉子組件30A和PMG定子組件30B的永磁體發(fā)電機 (PMG)。PMG定子組件30B為發(fā)電機勵磁提供能量，以及為電力系統(tǒng)的其它部件提供能量。第 二機器32包括帶有ME轉子組件32A和定子組件32B的主勵磁器(ME)。ME通過GGP⑶(發(fā) 電機和地面電源控制單元)接收來自PMG的勵磁。ME轉子組件32A的輸出被供應到安裝有 二極管系統(tǒng)38的軸。二極管包38可被分成六個二極管組以提供3相全波橋式整流。二極 管包38的DC輸出供應第三機器34。參照圖2，發(fā)電機20包括由容積式泵24驅動的內部油管理系統(tǒng)40。油在發(fā)電機 儲油槽/儲存罐中積聚并由外殼組件28內的容積式泵24去除。泵24通過內部過濾器42 將油提供到外部熱交換器44。然后熱交換器44將油提供到轉子軸36，轉子軸36將油提供 到發(fā)電機20的內部部件。通過轉子軸36的中心的油冷卻了轉子繞組并以噴霧的形式供油 以冷卻二極管、潤滑軸承和定子突出物(stator overhangs)。油還被傳送入形成在外殼組 件28中的油槽50(圖3)以使油圍繞主定子組件34B流動。參照圖3，外殼組件28包括圓柱形定子外殼52。油槽50限定在圓柱形定子外殼 52的內周面54內。主定子套56位于內周面54和主定子組件34B之間。用銷58將主定 子套56和主定子組件34B在軸向和徑向上同時保持在外殼28內，銷58徑向延伸穿過外殼 28、主定子套56、并進入主定子組件34B。參照圖4，主定子套56由具有直邊形狀的彈簧鋼構成，該直邊形狀與發(fā)電機主定 子的長度和周長一致。借此主定子套56被插入圓柱形定子外殼52并且該材料的固有彈性 迫使主定子套56抵靠油槽50從而密封油槽50，而不需要目前所必需的緊密度公差ID/0D 機械加工。在所公開的非限定性實施例中的主定子套56是0. 005英寸(0. 127mm)厚。主定子套56包括在每個相對邊緣上的弧形凹口 60A、60B。雖然在所公開的實施例中弧形凹口 60A、60B形成在直邊片的短端上，但根據(jù)圓柱形定子外殼52的構造弧形凹口 60A.60B也可形成在長端上?；⌒伟伎?60A、60B形成接收銷58的銷孔62 (圖5)。主定子 套56具有相當簡單的結構，該結構不需要目前所需要的卷繞、焊接或后續(xù)的ID/0D機械加工。參照圖6，油槽50在外殼組件28的圓柱形定子外殼52內的中立區(qū)64內中斷，從 而限定連續(xù)的外殼表面66。外殼銷孔68位于中立區(qū)64內?？蓢@除了中立區(qū)64以外的 整個內周面54限定油槽50 (圖7、8)。應當理解的是，油槽50可在外殼28內形成各種油回路。主定子套56安裝在圓柱形定子外殼52內使得套的對接接頭(圖9)完全由連續(xù) 的外殼表面66支撐。在安裝主定子組件34B時，主定子套56壓在主定子組件34B和外殼 結構之間。借此用銷58在軸向上和徑向上保持主定子套56和主定子組件34B(圖10)。主定子套56通過減少套件部分的成本和減少組裝/組裝后的套機械加工成本來 方便地利于減少發(fā)電機成本。應當理解的是，本發(fā)明的套并不限于與特定類型的旋轉機器結合使用。因此，雖然 為了方便解釋，將本發(fā)明描寫和描述為在起動機_發(fā)電機內使用，但是應當理解的是，它也 可以在許多其它機器中使用，這些機器包括但不限于，輔助動力單元、渦輪增壓機、增壓器、 空氣循環(huán)機器、交流發(fā)電機、電動機、發(fā)電機、綜合恒速驅動發(fā)生器和各種類型的齒輪箱。應當理解的是，諸如“前”、“后”、“上”、“下”、“在......上”、“在......下”等的
相對位置術語都參考車輛的正常運行姿態(tài)且不應被理解成其它的限定性應當理解的是，在所有附圖中相同的參考數(shù)字表示相應的或相似的元件。還應當 理解的是雖然在圖示的實施例中公開的特定的部件設置，但其它設置也可以從此受益。雖然示出了、描述了并要求保護了特定的步驟順序，但應當理解的是，除非另有說 明，否則可以以任何順序，單獨地或組合地，執(zhí)行這些步驟，且仍將從本公開受益。前面的描述本質上是示例性的而非由其中的限制所限定。雖然本文公開了各種非 限定性實施例，但本領域技術人員會認識到根據(jù)上述教導的各種變型和變化都將落入所附 權利要求的范圍。因此應當理解的是，在所附權利要求的范圍內，可以以不同于所特別描述 的方式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，應當研究所附權利要求以確定真實范圍和內容。
權利要求
一種用于發(fā)電機的主定子套，包括材料片，在兩個相對邊緣上限定弧形凹口，使得其間的對接接頭限定銷孔。
2.如權利要求1所述的組件，其中所述材料片約是0.005英寸厚。
3.如權利要求1所述的組件，其中所述材料片基本上是直邊材料片且由彈簧鋼制造。
4.一種用于發(fā)電機的外殼組件，包括 圓柱形定子外殼，其限定至少一個油槽；和主定子套，其鄰近所述圓柱形定子外殼安裝以至少部分地封閉所述至少一個油槽，所 述主定子套限定對接接頭。
5.如權利要求4所述的組件，其中所述主定子套是由彈簧鋼制造。
6.如權利要求4所述的組件，其中所述主定子套約是0.005英寸厚。
7.如權利要求4所述的組件，其中所述主定子套是由直邊材料片形成。
8.如權利要求7所述的組件，其中所述主定子套包括在兩個相對邊緣上的弧形凹口。
9.如權利要求8所述的組件，其中所述圓柱形定子外殼限定了中立區(qū)，所述至少一個 油槽在所述中立區(qū)內中斷。
10.如權利要求9所述的組件，還包括穿過所述中立區(qū)的外殼銷孔。
11.如權利要求10所述的組件，還包括延伸通過所述外殼銷孔的銷和由在所述兩個相 對邊緣上的所述弧形凹口限定的穿過所述中立區(qū)的銷孔。
12.如權利要求11所述的組件，其中所述銷孔由在所述兩個相對邊緣上的所述弧形凹 口限定，使得其間的所述對接接頭由所述中立區(qū)內的連續(xù)外殼表面支撐。
13.如權利要求11所述的組件，還包括安裝在所述圓柱形定子外殼內的主定子組件， 所述銷與所述主定子組件接合。
14.一種發(fā)電機，包括圓柱形定子外殼，其限定至少一個油槽； 安裝在所述圓柱形定子外殼內的主定子組件；和主定子套，其安裝在所述圓柱形定子外殼和所述主定子組件之間以至少部分地封閉所 述至少一個油槽，所述主定子套限定對接接頭。
15.如權利要求14所述的發(fā)電機，其中所述圓柱形定子外殼限定了中立區(qū)，所述至少 一個油槽在所述中立區(qū)內中斷。
16.如權利要求15所述的發(fā)電機，還包括延伸通過位于所述中立區(qū)內的外殼銷孔的銷 和由在所述主定子套兩個相對邊緣上的弧形凹口限定的銷孔，使得其間的所述對接接頭由 所述中立區(qū)內的連續(xù)外殼表面支撐。
17.如權利要求14所述的發(fā)電機，其中所述主定子套是由約0.005英寸厚的彈簧鋼制造。
18.形成用于發(fā)電機的主定子組件的方法，包括將由直邊材料片形成的主定子套定位在限定了至少一個油槽的圓柱形定子外殼內以 至少部分地封閉所述至少一個油槽。
19.如權利要求18所述的方法，還包括通過位于所述主定子套的兩相對邊緣上的弧形凹口形成銷孔，使得其間的對接接頭在 由連續(xù)外殼表面限定的中立區(qū)內被支撐。
20.如權利要求19所述的方法，還包括插入銷來穿過外殼銷孔和所述銷孔，所述銷延伸入安裝在所述圓柱形定子外殼內的主 定子組件。
全文摘要
發(fā)電機主定子的護鐵冷卻套，包括在兩個相對邊緣上包括弧形凹口的材料片，使得其間的對接接頭限定銷孔。
文檔編號H02K5/04GK101882817SQ20101017377
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權日2009年5月7日
發(fā)明者A·P·格羅斯科普夫, E·A·布魯斯特, G·C·萊默斯 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司