[發明專利]一種閉式熱電轉換系統高速永磁起發電機轉軸結構

有效

• 申請號: 202011154726.2
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112350505B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 馬同玲;王正;王力國;趙偉
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00;H02K1/28;H02K15/02;F16D1/08;F16C35/02;F16C3/02;F04D29/32;F01D5/02
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發明涉及一種閉式熱電轉換系統高速永磁起發電機轉軸結構，該結構包括端蓋軸套、端蓋軸、止動盤、護套軸、磁芯和護套軸套。在確定電機轉子組件即端蓋軸套、端蓋軸、止動盤、護套軸、磁芯和護套軸套裝配部位尺寸參數的基礎上，完成電機轉子組件的加工。首先進行止動盤與護套軸裝配，其次進行磁芯同護套軸的裝配，然后進行端蓋軸同止動盤、護套軸和磁芯的裝配，在此基礎上進行端蓋軸套同端蓋軸的裝配以及護套軸套同護套軸的裝配，最后進行電機轉子的整體加工。該電機轉子結構具有剛度大、傳遞功率與扭矩大等特點，可以提高電機的工作轉速，增大電機的功率密度，同時具有良好的制造工藝性，有利用于提高電機的工作可靠性。

技術領域

本發明屬于閉式布雷頓循環發電系統結構設計領域，具體涉及一種閉式熱電轉換系統高速永磁起發電機轉軸結構。

背景技術

閉式布雷頓循環發電系統作為一種新型動力形式，能夠借助某種氣體工質在閉式條件下通過吸收熱量、膨脹做功、放熱和壓縮等熱力循環過程實現熱能向電能的轉換。典型的閉式布雷頓循環發電系統在結構上主要包括渦輪、壓氣機、電機、回熱器等部件。

電機作為閉式布雷頓循環發電系統中的核心部件之一，是系統實現機械能向電能高效轉換的關鍵部件，對整個發電系統的穩定運行、可靠性與壽命有著十分重要的影響。電機轉子作為閉式布雷頓循環發電系統電機中的高速旋轉部件，轉速可達幾萬轉/分；為提高閉式布雷頓循環發電系統的功率密度，有的電機轉子轉速甚至達到十萬轉/分以上，電機轉子結構一旦發生故障，不僅會導致電機無法正常工作，而且會引起閉式布雷頓循環發電系統的損壞。

閉式布雷頓循環發電系統中的電機轉子通常采用永磁體材料，由于永磁體材料強度較低，為提高電機轉子的轉速，需要在電機轉子的永磁體外側加裝金屬護套，以提高轉子的整體強度。電機轉子加裝金屬護套后，為實現電機轉子為發動機轉子之間的連接，需要采用聯軸器結構，但是聯軸器結構的應用不僅會增大閉式布雷頓循環發電系統的體積和重量，還會加大電機轉子與發動機轉子的制造與裝配難度，特別是對于高速轉子結構。

因此，針對閉式布雷頓循環發電系統的轉子結構特點，通過合理設計轉子結構，既可以保證電機轉子的高轉速工作可靠性，又可以降低加大電機轉子與發動機轉子的制造與裝配難度，提高閉式布雷頓循環發電系統的功率密度。

發明內容

本發明針對閉式布雷頓循環發電系統中的電機轉子結構，提出一種閉式熱電轉換系統高速永磁起發電機轉軸結構。該電機轉子結構包括端蓋軸套、端蓋軸、止動盤、護套軸、磁芯和護套軸套。根據閉式熱電轉換系統高速永磁起發電機的結構參數，在確定端蓋軸套、端蓋軸、止動盤、護套軸、磁芯和護套軸套的尺寸參數的基礎上，完成電機轉子組件裝配部位的加工。首先進行止動盤與護套軸裝配，其次進行磁芯與護套軸的裝配，然后進行端蓋軸同止動盤、護套軸、磁芯的裝配，在此基礎上進行端蓋軸套同端蓋軸的裝配以及護套軸套同護套軸的裝配，最后進行電機轉子的整體加工。該電機轉子結構具有剛度大、傳遞扭矩大等特點，可以提高電機的工作轉速，增大電機的功率密度，同時具有加工制造難度適中，有利用于保證電機的結構可靠性。

本發明的技術方案：

一種閉式熱電轉換系統高速永磁起發電機轉軸結構，包括端蓋軸套、端蓋軸、止動盤、護套軸、磁芯、護套軸套。所述端蓋軸套的外側有同軸承相配合的圓柱面，所述端蓋軸套的一側端面及圓柱面同端蓋軸的環形槽配合，所述端蓋軸套同端蓋軸的環形槽相配合的端面上均布有同止動盤上圓柱凸臺相裝配的盲孔，所述端蓋軸套的中心部位有與端蓋軸的光軸相裝配的通孔；

所述端蓋軸的一側有與端蓋軸套裝配的環形槽和光軸，所述端蓋軸的另一側端面有同護套軸裝配的圓柱面和內螺紋，所述端蓋軸的圓柱面的底部有同止動盤上圓柱凸臺相裝配的通孔和透氣孔；

所述止動盤的一側為同護套軸和磁芯相裝配的圓盤，止動盤的另一側端面上均布有同端蓋軸的通孔和蓋軸套的止動盲孔相裝配的圓柱凸臺；