用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超高速發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)在軍事和民用領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景，軍事方面可用于小型無(wú)人偵察機(jī)、小型誘餌機(jī)、小型多用途巡航機(jī)、小型高速靶機(jī)、滯空武器、精密制導(dǎo)武器、發(fā)煙機(jī)等;民用領(lǐng)域可用于分布式發(fā)電機(jī)、微型機(jī)械設(shè)備、微型醫(yī)療器械、微型電源等。在實(shí)際應(yīng)用中，微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)需要為其附件系統(tǒng)及飛行器的電子設(shè)備提供電源。常規(guī)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的電源主要采用蓄電池供電，但是由于蓄電池自身的體積及重量較大，從而限制了渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步微型化的發(fā)展。
[0003]由渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知，發(fā)動(dòng)機(jī)推力和壓氣機(jī)動(dòng)力都來(lái)自于渦輪旋轉(zhuǎn)，同樣，若可以將渦輪旋轉(zhuǎn)的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再用轉(zhuǎn)化電能取代蓄電池向發(fā)動(dòng)機(jī)的附件系統(tǒng)及飛行器的電子設(shè)備供電，則可以大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)的體積及重量。此處，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能就需要通過(guò)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，但微型發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，工作環(huán)境惡劣，普通電機(jī)難以勝任，因此與之相配套的高速/超高速發(fā)電機(jī)顯得非常必要，不僅可以簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的附件結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步可發(fā)展為高能量密度電源系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可以取代蓄電池向發(fā)動(dòng)機(jī)的附件系統(tǒng)及飛行器的電子設(shè)備供電，可以大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)的體積及重量。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006]一種用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、三相永磁發(fā)電機(jī)和穩(wěn)壓模塊，所述三相永磁發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、磁鋼、發(fā)電機(jī)定子疊片、發(fā)電機(jī)定子線圈和殼體，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的外部緊密固連接所述磁鋼，該磁鋼為永磁體，所述磁鋼構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機(jī)定子疊片固定連接在殼體上，發(fā)電機(jī)定子線圈纏繞設(shè)置在發(fā)電機(jī)定子疊片上，所述發(fā)電機(jī)定子疊片、發(fā)電機(jī)定子線圈共同構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的定子。所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器與三相永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸動(dòng)力連接，所述三相永磁發(fā)電機(jī)的殼體內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置有軸承，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的兩端端部安裝于對(duì)應(yīng)的軸承中。所述發(fā)電機(jī)定子線圈與所述穩(wěn)壓模塊電連接。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)輸出轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(即磁鋼)旋轉(zhuǎn)并向發(fā)電機(jī)傳遞機(jī)械轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體（即磁鋼)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中在定子三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相對(duì)稱感應(yīng)電壓通過(guò)穩(wěn)壓模塊后輸出穩(wěn)定電壓給發(fā)動(dòng)機(jī)的附屬電子設(shè)備供電。
[0007]為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸與磁鋼之間設(shè)有轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)，該轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)緊密固定連接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸外部，磁鋼緊密固定連接在轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)外部。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子（即磁鋼)采用一對(duì)永磁體，極對(duì)數(shù)P=I，轉(zhuǎn)子的極弧系數(shù)為I。
[0009]為了防止磁鋼的永磁體在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)破裂甩出，所述磁鋼外部包裹了一層不銹鋼。
[0010]再進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述發(fā)電機(jī)定子疊片由硅鋼片疊積而成并且開(kāi)十二槽。
[0011]本實(shí)用新型提供一種優(yōu)選的發(fā)電機(jī)定子線圈結(jié)構(gòu)技術(shù)方案是:所述發(fā)電機(jī)定子線圈采用三相分布式繞組方式纏繞在發(fā)電機(jī)定子疊片上，每匝繞組由單根導(dǎo)線繞制而成或者由多根導(dǎo)線并聯(lián)繞制而成。
[0012]作為優(yōu)選，所述三相永磁發(fā)電機(jī)的殼體由前端蓋、后端蓋及機(jī)殼中段構(gòu)成，前端蓋、后端蓋通過(guò)螺釘與機(jī)殼中段固定連接。
[0013]本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0014](I)本實(shí)用新型針對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，提出了由發(fā)動(dòng)機(jī)主軸直接帶轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能的方案，無(wú)需復(fù)雜的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，自主設(shè)計(jì)了高速小軸徑聯(lián)軸器及發(fā)電機(jī)安裝結(jié)構(gòu)，既保證了微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)功能結(jié)構(gòu)和性能，又實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)功率的正常提取。
[0015](2)本實(shí)用新型依靠發(fā)電機(jī)、聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)三相永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)磁鋼旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)定子疊片、發(fā)電機(jī)定子線圈一起切割磁感線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生三相電流，在發(fā)電機(jī)工作時(shí)就可向發(fā)動(dòng)機(jī)的附件系統(tǒng)及飛行器的電子設(shè)備供電，省去了專門設(shè)置蓄電池來(lái)供電，可以大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)的體積及重量。本實(shí)用新型可代替渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的蓄電池系統(tǒng)，并發(fā)展成為一種高能量密度的發(fā)電系統(tǒng)。
[0016](2)本實(shí)用新型針對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達(dá)103000r/min的特點(diǎn)，自主設(shè)計(jì)的高速永磁交流同步發(fā)電機(jī)，具有轉(zhuǎn)速高、功率密度大、體積小等特點(diǎn)，提出的發(fā)電機(jī)定子鐵耗計(jì)算方法、轉(zhuǎn)子渦流計(jì)算方法以及發(fā)電機(jī)溫升計(jì)算方法，解決了超高速發(fā)電機(jī)電磁參數(shù)設(shè)計(jì)的難題。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖I為本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為三相永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為：
[0020]I —發(fā)電機(jī)定子疊片，2—發(fā)電機(jī)定子線圈，3 —?dú)んw，4一發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，5 —轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)，6 —磁鋼，7—轉(zhuǎn)子護(hù)套，8 —軸承，9一端蓋，10—聯(lián)軸器。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明：
[0022]實(shí)施例
[0023]如圖I?圖2所示，一種用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、三相永磁發(fā)電機(jī)和穩(wěn)壓模塊，三相永磁發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4、磁鋼6、發(fā)電機(jī)定子疊片I、發(fā)電機(jī)定子線圈2和殼體3，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的外部通過(guò)轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5緊密固連接磁鋼6，該磁鋼6為永磁體，磁鋼6構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)定子疊片I固定連接在殼體3內(nèi)部，發(fā)電機(jī)定子線圈2纏繞設(shè)置在發(fā)電機(jī)定子疊片I上，發(fā)電機(jī)定子疊片1、發(fā)電機(jī)定子線圈2共同構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的定子。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器IO與三相永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4動(dòng)力連接，三相永磁發(fā)電機(jī)的殼體3內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4兩端設(shè)置有軸承8，軸承8用于支撐高速旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)定子線圈2與穩(wěn)壓模塊電連接。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)三相永磁發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)輸出轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)磁鋼旋轉(zhuǎn)并向發(fā)電機(jī)傳遞機(jī)械轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體（即磁鋼)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中在定子三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相對(duì)稱感應(yīng)電壓通過(guò)穩(wěn)壓模塊后輸出穩(wěn)定電壓給發(fā)動(dòng)機(jī)的附屬電子設(shè)備供電。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4與磁鋼6之間設(shè)有轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5，該轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5緊密固定連接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4外部，磁鋼6緊密固定連接在轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5外部，即磁鋼6緊貼于轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5的表面。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用一對(duì)永磁體，極對(duì)數(shù)P=I，轉(zhuǎn)子的極弧系數(shù)為I。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，磁鋼6外部包裹了一層不銹鋼。該層不銹鋼形成一個(gè)保護(hù)套，可以防止磁鋼6(即永磁體)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)破裂甩出或者防止高速情況下永磁體破碎后飛濺出，不銹鋼材料也不會(huì)對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電產(chǎn)生影響。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)電機(jī)定子疊片I由硅鋼片疊積而成并且開(kāi)十二槽。發(fā)電機(jī)定子線圈2采用三相分布式繞組方式纏繞在發(fā)電機(jī)定子疊片I上，每匝繞組由單根導(dǎo)線繞制而成或者由多根導(dǎo)線并聯(lián)繞制而成。發(fā)電機(jī)定子疊片I、發(fā)電機(jī)定子線圈2在磁鋼6旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磁場(chǎng)下切割磁感線而產(chǎn)生三相電流并輸出到外部。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，三相永磁發(fā)電機(jī)的殼體3由前端蓋、后端蓋及機(jī)殼中段構(gòu)成，前端蓋、后端蓋通過(guò)螺釘與機(jī)殼中段固定連接。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括發(fā)動(dòng)機(jī)、三相永磁發(fā)電機(jī)和穩(wěn)壓模塊，所述三相永磁發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)、磁鋼(6)、發(fā)電機(jī)定子疊片（I)、發(fā)電機(jī)定子線圈（2)和殼體(3)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)的外部通過(guò)轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)(5)連接所述磁鋼(6)，該磁鋼(6)為永磁體，所述磁鋼(6)構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機(jī)定子疊片（I)固定連接在殼體(3)內(nèi)，發(fā)電機(jī)定子線圈（2)纏繞設(shè)置在發(fā)電機(jī)定子疊片（I)上，所述發(fā)電機(jī)定子疊片（I)、發(fā)電機(jī)定子線圈（2)共同構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的定子;所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器（10)與三相永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)動(dòng)力連接，所述三相永磁發(fā)電機(jī)的殼體(3)內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)兩端設(shè)置有軸承(8);所述發(fā)電機(jī)定子線圈（2)與所述穩(wěn)壓模塊電連接。2.按照權(quán)利要求I所述的用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)（5)緊密固定連接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)外部，磁鋼(6)緊密固定連接在轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)（5)夕卜部。3.按照權(quán)利要求I所述的用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用一對(duì)永磁體，極對(duì)數(shù)P = I，轉(zhuǎn)子的極弧系數(shù)為I。4.按照權(quán)利要求I或3所述的用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述磁鋼(6)外部包裹了 一層不銹鋼。5.按照權(quán)利要求I所述的用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)定子疊片（I)由硅鋼片疊積而成并且開(kāi)十二槽。6.按照權(quán)利要求I或5所述的用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)定子線圈（2)采用三相分布式繞組方式纏繞在發(fā)電機(jī)定子疊片（I)上，每匝繞組由單根導(dǎo)線繞制而成或者由多根導(dǎo)線并聯(lián)繞制而成。7.按照權(quán)利要求I所述的用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述三相永磁發(fā)電機(jī)的殼體(3)由前端蓋、后端蓋及機(jī)殼中段構(gòu)成，前端蓋、后端蓋通過(guò)螺釘與機(jī)殼中段固定連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上的微型高速發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、三相永磁發(fā)電機(jī)和穩(wěn)壓模塊，三相永磁發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、磁鋼、發(fā)電機(jī)定子疊片、發(fā)電機(jī)定子線圈和殼體，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的外部緊密固連接磁鋼，該磁鋼為永磁體，磁鋼構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)定子疊片固定連接在殼體上，發(fā)電機(jī)定子線圈纏繞設(shè)置在發(fā)電機(jī)定子疊片上，發(fā)電機(jī)定子疊片、發(fā)電機(jī)定子線圈共同構(gòu)成三相永磁發(fā)電機(jī)的定子；發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器與三相永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸動(dòng)力連接；發(fā)電機(jī)定子線圈與穩(wěn)壓模塊電連接。本實(shí)用新型具有轉(zhuǎn)速高、功率密度大、體積小等特點(diǎn)，可以取代蓄電池向發(fā)動(dòng)機(jī)的附件系統(tǒng)及飛行器的電子設(shè)備供電。
【IPC分類】F02C6/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205154403
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520966960
【發(fā)明人】何國(guó)忠, 張征, 郭健
【申請(qǐng)人】四川達(dá)宇特種車輛制造廠
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日