一种飞行器流体回路泵用电机定子密封结构的制作方法

本发明属于直流电机技术领域，具体涉及一种长寿命、高可靠、高密封性内冷无刷直流电动机定子密封结构。

背景技术：

流体回路循环泵用内冷无刷直流电动机(以下简称电机)在太空环境下工作，电机周围属于近似真空状态，电机长期运行时电机内部的热量只能通过对外辐射及固体或液体的接触将热量传播出去。在没有良好的冷却条件下，电机在太空环境的功率密度(功率密度＝功率/质量)远远小于在地面空气环境。

一般影响电机寿命的主要因素为非金属材料寿命，非金属材料会随时间发生老化、变质，极有可能影响电机的密封性能，甚至造成密封失效进而影响产品的寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种飞行器流体回路泵用电机定子密封结构，可以解决航天器泵用高功率密无刷直流电机度散热问题又能解决电机在15年长寿命期内密封结构的可靠性问题。

本发明采用以下技术方案：

一种飞行器流体回路泵用电机定子密封结构，包括屏蔽套筒、机壳、电枢定子和后端盖，屏蔽套筒和机壳构成内冷结构，电枢定子设置在屏蔽套筒和机壳之间，后端盖设置在屏蔽套筒的端部与机壳构成密封结构。

具体的，机壳设置在屏蔽套筒上，与屏蔽套筒之间形成密闭腔体，电枢定子位于密闭腔体内。

进一步的，电枢定子与屏蔽套筒、机壳和后端盖之间设置有灌封料。

进一步的，灌封料采用灌封方式将屏蔽套筒、机壳、电枢定子和后端盖灌封为一体结构。

进一步的，密闭腔体内电枢定子处屏蔽套筒与机壳的间隙为0.45～0.55mm。

具体的，屏蔽套筒为一体式结构。

进一步的，屏蔽套筒采用钛合金制备而成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明将电机电枢定子形成一个完整可靠地内腔，可以大幅提高电机的密封性和可靠性，并采用灌封结构增加整体刚度，便于电枢部分屏蔽套筒超薄加工，降低屏蔽套内的涡流损耗。目前已经在多个航天器上应用，效果良好。

进一步的，采用灌封方式将屏蔽套筒、机壳、电枢定子和后端盖灌封形成一个完整可靠的内腔，可以大幅提高电机定子的刚度，提高定子的承压能力。

进一步的，屏蔽套筒为一体式结构的设置目的是电机定子密封的核心零件，采用一体式结构减少中间环节，提高可靠性，延长寿命。

进一步的，屏蔽套筒采用钛合金棒加工制造，通过采用灌封结构增加整体强度和刚度，为降低屏蔽套筒的涡流损耗，采用二次加工方式控制屏蔽套筒电枢部分厚度及安装定位部分尺寸，提高屏蔽套筒的耐腐蚀性能同时由于钛合金电阻率较高，可以降低屏蔽套筒的损耗，提高系统效率。

综上所述，本发明设计的流体回路泵用无刷直流电动机与泵本体进行了一体化设计，设计中无动密封，具有结构紧凑、高效率、长寿命、高可靠等优点。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为一体式屏蔽套筒结构示意图；

图2为密封结构示意图。

其中：1.屏蔽套筒；2.机壳；3.电枢定子；4.灌封料；5.后端盖。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种飞行器流体回路泵用电机定子密封结构，采用无刷电机定子、内冷结构及密封结构。能够应用于长寿命、高可靠且具有高密封性要求的航天器上，采用该技术制造出来的无刷直流电动机可在太空环境下工作，具有体积小、功率大、漏率低及寿命长等特点。

请参阅图1和图2，本发明一种飞行器流体回路泵用电机定子密封结构，包括一体式屏蔽套筒1、机壳2、电枢定子3、灌封料4和后端盖5；机壳2设置在一体式屏蔽套筒1上，与一体式屏蔽套筒1之间形成密闭腔体，电枢定子3套装在一体式屏蔽套筒1上，位于密闭腔体内，后端盖5设置在一体式屏蔽套筒1的一端，灌封料4设置在密闭腔体内，一体式屏蔽套筒1、机壳2、电枢定子3和后端盖5之间通过灌封料4连接。

在电机定子端盖及内孔设计一个一体式金属屏蔽套筒1。采用灌封工艺将一体式屏蔽套筒1、机壳2、电枢定子3和后端盖4灌封在一起，提高一体式屏蔽套筒1的强度和刚度，达到长寿命、高可靠、低损耗的特点。

灌封料4的成分灌封料为高温环氧树脂材料。

一体式金属屏蔽套筒1采用钛合金加工制造。

(1)根据电机性能设计电机的电磁方案，需预估屏蔽套损耗；

(2)加工一体式钛合金屏蔽套筒，在电枢部分预留0.5mm；

(3)将机壳2、电枢定子3、一体式屏蔽套筒1及后端盖5组装在一起；

(4)用环氧树脂将机壳2、电枢定子3、一体式屏蔽套筒1及后端盖5灌封在一起；

(5)加工电枢部分屏蔽套筒至0.45～0.55mm。

本发明为飞行器流体回路泵用电机，电机驱动叶轮为循环工质提供循环动力。通过一体化设计思路，在保证向外提供足够的流量和压力的同时将循环一部分工质引入电机内部，为电机进行冷却。航天器内的工质的总质量有严格要求，因此要求整个流体空间内均要求有较高的密封性。随着我国航天事业的发展，对电机的使用寿命要求越来越高。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种飞行器流体回路泵用电机定子密封结构，包括屏蔽套筒、机壳、电枢定子和后端盖，屏蔽套筒和机壳构成内冷结构，电枢定子设置在屏蔽套筒和机壳之间，后端盖设置在屏蔽套筒的端部与机壳构成密封结构。本发明设计的流体回路泵用无刷直流电动机与泵本体进行了一体化设计，设计中无动密封，具有结构紧凑、高效率、长寿命、高可靠等优点。

技术研发人员：张亮
受保护的技术使用者：西安微电机研究所
技术研发日：2018.11.21
技术公布日：2019.02.01