一种高功率密度发电系统电机轴结构与工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种高功率密度发电系统电机轴结构与工艺，该结构包括端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴和护套轴套。在确定电机转子组件即端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴和护套轴套的尺寸参数的基础上，完成电机转子组件的加工。首先进行护套轴与磁芯的装配，其次进行端盖轴同护套轴、磁芯的装配，然后进行端盖轴套同端盖轴的装配以及护套轴套同护套轴的装配，最后进行电机转子的整体加工。该电机转子结构可以增强转子的整体刚度，提高电机转子最高工作转速，提升电机的功率密度；同时，可以降低电机转子制造难度，保证电机转子动平衡精度以及安装精度，提高电机的工作可靠性。提高电机的工作可靠性。提高电机的工作可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率密度发电系统电机轴结构与工艺


[0001]本专利技术属于闭式布雷顿循环发电系统结构设计领域，具体涉及一种高功率密度发电系统电机轴结构与工艺。

技术介绍

[0002]闭式布雷顿循环发电系统作为一种新型动力形式，能够借助某种气体工质在闭式条件下通过吸收热量、膨胀做功、放热和压缩等热力循环过程实现热能向电能的转换。典型的闭式布雷顿循环发电系统在结构上主要包括涡轮、压气机、电机、回热器等部件。
[0003]电机作为闭式布雷顿循环发电系统中的核心部件之一，是系统实现机械能向电能高效转换的关键部件，对整个发电系统的稳定运行、可靠性与寿命有着十分重要的影响。电机转子作为闭式布雷顿循环发电系统电机中的高速旋转部件，转速可达几万转/分；为提高闭式布雷顿循环发电系统的功率密度，有的电机转子转速甚至达到十万转/分以上，电机转子结构一旦发生故障，不仅会导致电机无法正常工作，而且会引起闭式布雷顿循环发电系统的损坏。
[0004]闭式布雷顿循环发电系统中的电机转子通常采用永磁体材料，由于永磁体材料强度较低，为提高电机转子的转速，需要在电机转子的永磁体外侧加装金属护套，以提高转子的整体强度。电机转子加装金属护套后，为实现电机转子为发动机转子之间的连接，需要采用联轴器结构，但是联轴器结构的应用不仅会增大闭式布雷顿循环发电系统的体积和重量，还会加大电机转子与发动机转子的制造与装配难度，特别是对于高速转子结构。
[0005]因此，针对闭式布雷顿循环发电系统的转子结构特点，通过合理设计转子结构，既可以保证电机转子的高转速工作可靠性，又可以降低加大电机转子与发动机转子的制造与装配难度，提高闭式布雷顿循环发电系统的功率密度。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对闭式布雷顿循环发电系统中的电机转子结构，提出一种高功率密度发电系统电机轴结构与工艺。该电机转子结构包括端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴、护套轴套。根据高功率密度热电转换系统电机的结构尺寸参数，在确定端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴和护套轴套的尺寸参数的基础上，完成电机转子组件的加工。首先进行护套轴与磁芯的装配，其次进行端盖轴同护套轴、磁芯的装配，然后进行端盖轴套同端盖轴的装配以及护套轴套同护套轴的装配，最后进行电机转子的整体加工。该电机转子结构可以增强电机转子的整体刚度，提高电机转子的最高工作转速，提升电机的功率密度，可以降低电机转子的加工制造难度，充分保证电机转子动平衡精度以及安装精度。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]一种高功率密度发电系统电机轴结构，包括端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴、护套轴套。
[0009]所述端盖轴套外侧有同轴承相配合的圆柱面，所述端盖轴套的一侧端面及圆柱面
同端盖轴的环形槽相配合，所述端盖轴套的中心部位有与端盖轴的光轴相装配的通孔；
[0010]所述端盖轴一侧有同磁芯和护套轴装配的圆柱形凸台，所述端盖轴的另一侧有与端盖轴套装配的环形槽和光轴，所述端盖轴上的光轴可与叶轮部件相装配，所述端盖轴的圆柱形凸台上沿周向均布有通孔；
[0011]所述磁芯为实心圆柱体，所述磁芯安装在护套轴的套筒内，所述磁芯的两端分别与护套轴的套筒底部和端盖轴上的圆柱形凸台端面贴合；
[0012]所述护套轴一侧有安装磁芯和与端盖轴的圆柱形凸台相装配的套筒，所述护套轴的另一侧有与护套轴套装配的环形槽和光轴，所述护套轴的光轴可与叶轮部件相装配，所述护套轴的套筒底部沿周向均布有通孔；
[0013]所述护套轴套外侧有同轴承相配合的圆柱面，所述护套轴套的一侧端面及圆柱面同护套轴环形槽配合，所述护套轴套中心部位有与护套轴装配的通孔。
[0014]一种高功率密度发电系统电机轴的装配工艺，包括以下步骤：
[0015]a、确定电机转子组件的结构尺寸参数：根据高功率密度热电转换系统电机的结构参数，确定端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴和护套轴套的尺寸参数；
[0016]b、电机转子组件装配部位加工：按照步骤a确定的电机转子组件的结构尺寸参数，进行端盖轴套、端盖轴、磁芯、护套轴和护套轴套的加工；
[0017]c、护套轴与磁芯的装配：将磁芯安装在护套轴的套筒内，保证磁芯的端面与护套轴套筒的底部相贴合；
[0018]d、端盖轴同护套轴、磁芯的装配：将端盖轴的圆柱形凸台安装在护套轴的套筒内，保证端盖轴的圆柱形凸台端面与磁芯的端面相贴合，并采用焊接工艺沿端盖轴圆柱形凸台和护套轴套筒边缘，将端盖轴和端盖轴焊接在一起；
[0019]e、端盖轴套同端盖轴的装配：将端盖轴套安装在端盖轴的光轴上，使端盖轴套的一侧同端盖轴的环形槽贴紧，端盖轴套的另一侧同叶轮或其他部件贴紧；
[0020]f、护套轴套同护套轴的装配：将护套轴套安装在护套轴的光轴上，使护套轴套的一侧同护套轴的环形槽贴紧，护套轴套的另一侧同叶轮或其他部件贴紧；
[0021]g、电机转子的整体加工：按照高功率密度热电转换系统电机转子的尺寸与精度要求，对完成组件装配的电机转子外部尺寸进行加工。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术一种高功率密度发电系统电机轴结构，磁芯采用实心转轴可以有效提高电机转子的强度，保证电机转子的工作可靠性；端盖轴套同端盖轴以及护套轴套同护套轴之间的装配，采用光轴与通孔以及环形槽与端面配合结构，可以增强电机转子的整体刚度，进而提高电机转子的最高工作转速，提升电机的功率密度；端盖轴的圆柱形凸台上以及护套轴的套筒底部均沿周向均布有通孔，不仅可以防止磁芯与护套轴和端盖轴在装配过程中形成密闭空腔，影响装配质量，而且可以降低电机转子的重量，实现电机转子的轻量化；采用焊接工艺通过端盖轴圆柱形凸台和护套轴套筒边缘的焊接，可以将端盖轴、端盖轴和磁芯装配在一起，可以有效防止电机转子在工作过程中发生松脱，提高电机转子工作可靠性。采取在完成组件装配的基础上再进行电机转子外部尺寸的加工，可以降低电机转子的加工制造难度，同时充分保证电机转子的动平衡精度以及与轴承、定子等部件之间的安装精度。
附图说明
[0024]图1是一种高功率密度发电系统电机轴结构示意图。
[0025]图2是端盖轴结构示意图。
[0026]图3是护套轴结构示意图。
[0027]1端盖轴套 2端盖轴 3磁芯 4护套轴 5护套轴套 6端盖轴光轴 7端盖轴环形槽 8端盖轴圆柱形凸台 9端盖轴均布通孔 10护套轴套筒 11护套轴均布通孔 12护套轴环形槽 13端盖轴光轴
具体实施方式
[0028]一种高功率密度发电系统电机轴结构，包括端盖轴套1、端盖轴2、磁芯3、护套轴4、护套轴套5，如图1所示。所述端盖轴套1的外侧有同轴承相配合的圆柱面，所述端盖轴套1的一侧端面及圆柱面同端盖轴2的环形槽7配合，所述端盖轴套1的中心部位有与端盖轴2的光轴6相装配的通孔；所述端盖轴2的一侧有同磁芯3和护套轴4装配的圆柱形凸台8，所述端盖轴2的另一侧有与端盖轴套1装配的环形槽7和光轴6，所述端盖轴2上的光轴6可与叶轮部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率密度发电系统电机轴结构，其特征在于：包括端盖轴套(1)、端盖轴(2)、磁芯(3)、护套轴(4)、护套轴套(5)；所述端盖轴套(1)的外侧有同轴承相配合的圆柱面，所述端盖轴套(1)的一侧端面及圆柱面同端盖轴(2)的环形槽(7)配合，所述端盖轴套(1)的中心部位有与端盖轴(2)的光轴(6)相装配的通孔；所述磁芯(3)为实心圆柱体，所述磁芯(3)安装在护套轴(4)的套筒(10)内，所述磁芯(3)的两端分别与护套轴(4)的套筒底部和端盖轴(2)上的圆柱形凸台端面贴合；所述护套轴套(5)的外侧有同轴承相配合的圆柱面，所述护套轴套(5)的一侧端面及圆柱面同护套轴(4)的环形槽(12)配合，所述护套轴套(5)的中心部位有与护套轴(4)相装配的通孔。2.根据权利要求1所述的一种高功率密度发电系统电机轴结构，其特征在于：所述端盖轴(2)的一侧有同磁芯(3)和护套轴(4)装配的圆柱形凸台(8)，所述端盖轴(2)的另一侧有与端盖轴套(1)装配的环形槽(7)和光轴(6)，所述端盖轴(2)上的光轴(6)可与叶轮部件相装配，所述端盖轴(2)的圆柱形凸台(8)上沿周向均布有通孔(9)。3.根据权利要求1所述的一种高功率密度发电系统电机轴结构，其特征在于：所述护套轴(4)的一侧有安装磁芯(3)和与端盖轴(2)的圆柱形凸台(8)相装配的套筒(10)，所述护套轴(4)的另一侧有与护套轴套(5)装配的环形槽(12)和光轴(13)，所述护套轴(4)的光轴(13)可以与叶轮部件相装配...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正，马同玲，王力国，赵伟，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：