专利名称：高速发电机中永磁转子的轴向保持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电机轴上的永磁转子的轴向保持装置。
背景技术：
发电机通常包括安装在转子轴上的主发电机绕组装置。该主发电机绕组在主定子 绕组附近旋转，并在所述轴被驱动旋转时产生电能。现代发电机的运行相当复杂，并包括控制和安全特征。永磁转子也被固定到转子 轴上，并被驱动以在其自己的定子附近旋转。由永磁转子的旋转产生的电能被用于控制或 安全功能。优选地将永磁转子在所述转子轴上准确地定位，使得其相对于其定子在期望的 位置上。通常，永磁转子干涉配合到转子轴上。在一些高速且高振动的应用中，这些应用可 在飞机应用中找到，作为示例，永磁转子有时变得松散且不对齐。为了解决该问题，已经使用了锁紧调整片和螺纹锁紧螺母来将永磁转子保持在转 子轴上。然而，这些系统并不总是适当地锁紧转子本身，并还需要额外的部件，因此增加了 成本和组装的复杂性，以及增加了发电机的长度和重量。
发明内容
用于发电机中永磁转子的毂，其包括毂体，毂体具有外周表面和以轴线为中心的 内周孔。内周孔具有在从第一端附近起的轴向尺寸的一部分上的螺纹。位于内周孔上的引 导面(piloting diameter)的直径大于螺纹的顶部的直径，引导面用于在接收毂的轴上进 行引导。用在发电机上的永磁转子，包括具有外周表面和以轴线为中心的内周孔的毂。内 周孔具有至少在轴向尺寸的一部分上的螺纹。永磁体安装在毂的外周表面上。设置在这些 永磁体径向外侧的限制带将永磁体和毂保持在一起。发电机转子包括安装在转子轴上的主绕组转子。永磁转子包括具有外周表面和内 周圆柱孔的毂，内周圆柱孔的中心在轴线上。内周孔具有至少在轴向尺寸的一部分上的螺 纹。永磁体安装在毂的外周表面上，限制带设置在这些永磁体的径向外侧，并将这些永磁体 和毂保持在一起。转子轴具有被接收在内周孔上的螺纹上的螺纹。发电机包括主绕组定子和用于永磁转子的定子。主绕组转子安装在转子轴上。永 磁转子包括具有外周表面和以轴线为中心的内周圆柱孔的毂。内周孔具有至少在轴向尺寸 的一部分上的螺纹。永磁体安装在毂的外周表面上。限制带设置在这些永磁体的径向外侧， 并将这些永磁体和毂保持在一起。转子轴具有被接收在内周孔上的螺纹上的螺纹。从以下说明和附图能最佳地理解本发明的这些和其它特征，以下部分是简要描 述。
图1是发电机的视图。图2是永磁转子的分解图。图3是发电机的部件的分解图。图4是穿过组装后的永磁转子的截面图。
具体实施例方式图1中图示的发电机20具有固定在转子轴23上的永磁转子22。当轴23被驱动 旋转时永磁转子22旋转，并且靠近定子24。永磁转子22在定子24附近的旋转产生电能， 如已知，该电能可被用于控制或安全装置。主绕组装置26在主定子装置28附近旋转，并产 生例如在飞机上使用的电能。图1中示出的发电机的一个通常的应用是由喷气飞机的气轮 机驱动。图2是永磁转子22的分解视图。如所示，限制带30包围多个永磁体32。毂34包 括多个外面36，每个外面安装一个磁体32。由于多个面36，毂34的外周是多边形的。毂 34的内孔包括弓I导环部(pilotingboss) 38和螺纹40。如所示，弓丨导环部在孔的一端，并在 螺纹40之外。图3示出了组装后的永磁转子22。如所能看见的，引导环部38面对轴23，并且螺 纹40在轴向更外处。螺纹52形成在轴23上，并且引导面50也被形成。为了将永磁转子 22组装到轴23上，引导面38最初被设置在引导面50上。这使转子22在轴23上准确地对 准中心。接着，转矩工具孔54接收转矩工具，然后转矩工具可被驱动以将永磁转子22旋转 到轴23上，使得螺纹40接合在螺纹52上，使永磁转子22在轴23上锁定并准确定位。如图4中所示，当组装后，轴23的中心轴线C延伸通过轴23和毂34。如从图4中 能理解的，在毂34的内径上的螺纹40与磁体32部分轴向对齐。换句话说，可以定义一个 垂直于轴线C的平面，该平面同时延伸穿过螺纹40和磁体32部分。如图4中所示，可将第一直径Dl定义在轴23上螺纹52的根部。该相同直径实际 上等于毂34上螺纹40的顶部。可将第二直径D2定义在轴23上螺纹52的顶部，或毂34上螺纹40的根部。 第三直径D3延伸到引导表面。在这些直径之间存在微小的差别，关于轴23上的直径， Dl 在 1. 8730” (47. 574mm)禾口 1. 8798” (47. 746mm)之间。D2 在 1. 9294” (49. 007mm)和 1. 9375” (49. 212mm)之间并且 D3 在 2. 0165” (51. 219mm)和 2. 0160” (51. 20mm)之间。在 实施例中，Dl与D3的比率在1. 07和1. 08之间。该比率对毂以及轴来说也成立。优选的是，螺纹52和40的设计使得当在运行过程中在期望的方向上驱动永磁转 子22时，永磁转子22上的转矩会进一步使永磁转子22在轴23上拧紧，而不是在相反的松 开方向。在一个实施例中，螺纹的每英寸螺纹数是20。毂上使用的螺纹是自锁螺纹，该螺纹 可以商标名Spiralok商购。为了组装永磁转子32，磁体可被烧结。对各个磁体进行磁化、检测和稳定。然后可 用环氧基树脂将它们粘结到毂的平面上。毂可由适合的钢制成。磁体的外径可被机械加工 到规定尺寸。要求环氧基树脂粘结剂在该机械加工过程中将磁体固定住。然后加热限制带 30并将其围绕磁体组装。随着带的冷却，它形成干涉配合，从而将磁体、毂和限制带保持在
5一起。当然，可以使用其它方法。 虽然公幵了本发明的实施例，但本领域技术人员将意识到某些变型也在本发明的 范围内。因此，应当研究所附权利要求以确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
一种毂，其作为发电机中永磁转子的一部分，所述毂包括毂体，其具有外周表面和以轴线为中心的内周孔，所述内周孔具有在从第一端附近起的轴向尺寸的一部分上的螺纹；和位于所述内周孔上的引导面，所述引导面的直径大于所述螺纹的顶部的直径，所述引导面用于在接收所述毂的轴上进行引导。
2.如权利要求1所述的毂，其中所述毂的外周表面具有多边形形状。
3.如权利要求1所述的毂，其中所述毂内包括用于接收转矩工具以将所述毂驱动到转 子轴上的转矩工具孔。
4.如权利要求1所述的毂，其中所述引导面的所述直径与所述螺纹的所述顶部的所述 直径的比率在1. 07和1. 08之间。
5.一种用在发电机上的永磁转子，包括毂，具有外周表面和以轴线为中心的内周孔，所述内周孔具有至少在轴向尺寸的一部 分上的螺纹；安装在所述毂的所述外周表面上的永磁体；设置在这些永磁体径向外侧的限制带，所述限制带将所述永磁体和所述毂保持在一起。
6.如权利要求5所述的永磁转子，其中所述内周孔在所述螺纹之外的一端上还包括引导表面。
7.如权利要求6所述的永磁转子，其中所述引导表面的直径与所述螺纹的内周顶部的 直径的比率在1. 07和1. 08之间。
8.如权利要求5所述的永磁转子，其中能够垂直于所述轴线定义一个平面，所述平面 延伸通过所述内周孔上的所述螺纹，并通过所述永磁体。
9.如权利要求5所述的永磁转子，其中所述毂具有转矩工具孔，这些转矩工具孔用于 接收转矩工具以驱动转子轴上的所述永磁转子，所述转子轴将接收所述永磁转子。
10.一种发电机转子，包括安装在转子轴上的主绕组转子；和永磁转子，其包括具有外周表面和以轴线为中心的内周圆柱孔的毂，所述内周孔具有 至少在轴向尺寸的一部分上的螺纹，永磁体安装在所述毂的所述外周表面上，限制带设置 在这些永磁体的径向外侧，并将这些永磁体和所述毂保持在一起，所述转子轴具有被接收 在所述内周孔上的所述螺纹上的螺纹。
11.如权利要求10所述的发电机转子，其中所述毂的所述内周孔在所述螺纹之外的所 述毂的一端上包括弓I导表面，并且所述转子轴还具有配合弓I导表面。
12.如权利要求11所述的发电机转子，其中所述引导表面的所述直径与所述毂上的所 述螺纹的内周顶部的直径的比率在1. 07和1. 08之间。
13.如权利要求10所述的发电机转子，其中能够垂直于所述轴线定义一个平面，所述 平面将延伸通过所述转子轴上的所述螺纹、所述转子毂的所述内周孔上的所述螺纹，并通 过所述永磁体。
14.如权利要求10所述的发电机转子，其中所述毂具有转矩工具孔，这些转矩工具孔 用于接收转矩工具以将所述永磁转子驱动到所述转子轴上。
15.一种发电机，包括主绕组定子，和用于永磁转子的定子；安装在转子轴上的主绕组转子；和永磁转子，其包括具有外周表面和以轴线为中心的内周圆柱孔的毂，所述内周孔具有 至少在轴向尺寸的一部分上的螺纹，永磁体安装在所述毂的所述外周表面上，限制带设置 在这些永磁体的径向外侧，并将这些永磁体和所述毂保持在一起，所述转子轴具有被接收 在所述内周孔上的所述螺纹上的螺纹。
16.如权利要求15所述的发电机，其中所述毂的所述内周孔在所述螺纹之外的所述毂 的一端上包括弓I导表面，并且所述转子轴还具有配合弓I导表面。
17.如权利要求16所述的发电机，其中所述引导表面的所述直径与所述毂上的所述螺 纹的内周顶部的直径的比率在1. 07和1. 08之间。
18.如权利要求15所述的发电机，其中能够垂直于所述轴线定义一个平面，所述平面 将延伸通过所述转子轴上的所述螺纹、所述转子毂的所述内周孔上的所述螺纹，并通过所 述永磁体。
19.如权利要求15所述的发电机，其中所述毂具有转矩工具孔，这些转矩工具孔用于 接收转矩工具以将所述永磁转子驱动到所述转子轴上。
全文摘要
高速发电机中永磁转子的轴向保持装置。永磁转子包括具有外周表面和以轴线为中心的内周孔的毂。内周孔具有至少在轴向尺寸的一部分上的螺纹。永磁体安装在所述毂的所述外周表面上。限制带设置在这些永磁体径向外侧，并将所述永磁体和所述毂保持在一起。毂、包括永磁转子的发电机转子、和包括永磁转子的发电机都在本申请中公开并要求保护。
文档编号H02K21/14GK101882826SQ201010173830
公开日2010年11月10日 申请日期2010年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者G·C·莱默斯, R·D·拉斯穆森, S·R·加农 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司