[发明专利]一种航空电机的短路故障隔离结构

说明书

一种航空电机的短路故障隔离结构，包括电绝缘端盖、绝缘螺栓、电绝缘轴承、电流检测装置和常闭开关。电绝缘端盖分别安装在电机机壳的前后两端，通过绝缘螺栓固定在电机机壳上。电绝缘端盖为三层，内外两层均为金属层，中间层为绝缘层。每个电绝缘端盖上开有内外两层通孔，通孔以转轴为中心同轴等半径均匀布置，内外两层通孔的位置对应，绝缘螺栓穿过通孔将三层结构固定为一体。绝缘螺栓由螺栓、绝缘垫片和绝缘套管组成，螺栓与金属机壳端面接触的部位垫有绝缘垫片，螺栓圆柱面穿过端盖及金属外壳的位置套有绝缘套管。电机机壳经电流检测装置和开关接地，电机机壳连接电流检测装置，电流检测装置连接常闭开关，常闭开关的后端接地。

技术领域

本发明涉及一种电机，特别涉及一种航空电机的短路故障隔离结构。

背景技术

目前，多电/全电飞机正进入全面发展阶段，航空电动机系统在多电/全电飞机上逐步代替原有的液压机构等，在电推进飞机上提供大功率的推进能量。航空发电机系统需要满足飞机用电设备大容量、高可靠的电能需求。因此，由航空电动机系统和发电机系统构成的现代航空电机系统是支撑飞机电气化发展的重要基础。

航空电机在运行期间可能会发生各类短路故障，比如匝间短路、相间短路、绕组对机壳短路等，短路会引起火花或电弧。航空电机出现短路会严重影响飞行安全，在发生短路故障时通常需要进行灭磁、灭弧处理。但由于航空电机的高空工作环境的特殊性，高空灭弧比较困难，可控程度不高；而具有灭磁功能的电励磁电机结构复杂、转速低、功率密度低、效率低。永磁电机虽然结构简单、转速高、功率密度高、效率高，但永磁转子难以灭磁，影响了永磁电机在航空电机中的应用。因此，如果不需要灭弧、灭磁，可以从其他的角度来解决航空永磁电机短路的问题，也不失为一种好的方法。

专利CN201521058794.3提出一种风力发电机绝缘端盖的新型绝缘结构。该实用新型主要保护的是一种限制轴电流产生所采用的绝缘端盖技术，设计为安装在发电机轴承室上安装端盖的位置，对端盖与轴承室完全绝缘，限制轴电流产生。绝缘用绝缘套环、螺栓套环和大垫片实现。

专利CN201410530835.8提出一种电机定子、电机定子的绝缘端盖和电机。其中介绍绝缘端盖包括盖体和多个端盖齿，多个端盖齿设在盖体的外周面上且沿盖体的周向彼此间隔开，相邻端盖齿之间形成与定子槽对应的端盖槽，端盖齿上设有卡纸槽，绝缘槽纸设在定子槽内且绝缘槽纸的两端分别配合在卡纸槽内。这种设计也是用来限制轴电流产生的，结构较复杂。

现有专利在电机绝缘端盖的设计方面，基本都是如所列两个专利相同，是针对轴电流限制的，但是，除了轴电流需要限制外，还需要考虑电机绕组可能发生的各种短路状况。

发明内容

本发明的目的是克服航空永磁电机在运行中发生短路故障时不容易灭弧、灭磁的缺点，提出一种航空电机的短路故障隔离结构。本发明从切断短路电流路径的角度出发，从电机本身的结构设计入手，即使发生短路故障，整个电机对外绝缘，也不会产生大电流，避免造成严重后果。

本发明航空电机的短路故障隔离结构包括电绝缘端盖、绝缘螺栓、电绝缘轴承、电流检测装置和常闭开关。

所述的电绝缘端盖分别安装在电机机壳的前后两端，通过绝缘螺栓固定在电机机壳上。电绝缘端盖采用三层式夹心结构，内外两层均为金属层，分别为内金属层和外金属层，中间层为绝缘层。为了将三层结构压紧，在每层端盖上开有内外两层通孔，通孔以转轴为中心同轴等半径均匀布置，内层通孔和外层通孔的位置对应。内层通孔在内，外层通孔在外，内层通孔所在的圆环半径小于外层通孔所在的圆环的半径。用绝缘螺栓将内金属层、绝缘层和外金属层压紧并固定为一体，形成电绝缘端盖。

所述的绝缘螺栓由螺栓、绝缘垫片和绝缘套管三部分组成，螺栓与金属机壳端面接触的部位垫有绝缘垫片，螺栓圆柱面穿过端盖及金属外壳的位置套有绝缘套管，确保端盖外壳与电机壳绝缘。

本发明的电机轴承采用电绝缘轴承，如陶瓷球轴承，配合所述的绝缘端盖，从而避免短路电流流经转子。