[发明专利]一种高功率密度发电系统电机轴结构与工艺

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术方案：

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。

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；

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；

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；

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；