[发明专利]用于冷却转子组件的方法和设备

说明书

本发明涉及用于冷却转子组件的方法和设备。具体地，用于冷却用于反结构同步电机的转子组件的方法和设备包括：限定一组转子柱的环形转子芯，该芯能围绕旋转轴线旋转；缠绕相应一组转子柱的一组绕组；以及设置在邻近的成组转子绕组之间的楔。

背景技术

涡轮发动机且尤其是燃气涡轮发动机（也称为燃烧涡轮发动机）为从燃烧气体流提取能量的旋转式发动机，其中，燃烧气体流通过发动机传送到多个涡轮叶片上。燃气涡轮发动机已用于陆上和船舶移动和功率生成，但最常见地用于航空应用，例如用于飞机，包括直升机。在飞机中，燃气涡轮发动机用于航空器的推进。

燃气涡轮发动机可具有两个或多个管轴（spool），包括提供总体推进系统推力的显著（或主要）部分的低压（LP）管轴以及驱动一个或多个压缩机并通过在向后方向上引导排气产物产生附加推力的高压（HP）管轴。三重管轴燃气涡轮发动机包括第三中压（IP）管轴。

燃气涡轮发动机还常常对许多不同附件供以动力（或功率），例如发生器、起动器/发生器、永磁交流发电机（PMA）、燃料泵，以及液压泵，例如用于航空器上除推进以外所需功能的装备。例如，当前的航空器需要电力（或电功率）用于航空电子设备、马达以及其它电子装备。与燃气涡轮发动机联接的发生器将会把发动机的机械动力转化成对附件供以动力所需的电能。

发明内容

在一个方面，本公开内容涉及一种用于反结构同步（inside-out）电机的转子组件，该转子组件包括：限定一组转子柱的环形转子芯，该芯能围绕旋转轴线旋转；缠绕相应一组转子柱的一组绕组；以及设置在邻近的成组转子绕组之间的导热楔（wedge），该楔具有内表面，其限定沿轴向方向延伸穿过楔的中空腔。来自该组转子绕组的热被热传递至楔的内表面。

在另一方面，本公开内容涉及一种燃气涡轮发动机，其包括：具有风扇区段和增压器区段的可旋转组件，该可旋转组件能围绕旋转轴线旋转；至少一个不可旋转轴向轴；限定在该增压器区段和至少一个不可旋转轴向轴之间的空间中的增压器腔；以及设置在增压器腔内的反结构同步电机。反结构同步电机还包括：与可旋转组件旋转地连接并且限定一组转子柱的环形转子芯；缠绕相应一组转子柱的一组转子绕组；设置在邻近的成组转子绕组之间的导热楔，该楔具有内表面，其限定沿轴向方向延伸穿过楔的中空腔；以及同心地布置在转子芯内的环形定子组件。增压器腔接收横穿楔的中空腔的空气流，并且其中，来自该组转子绕组的热被热传导至横过中空腔的空气流。

在又一方面，本公开内容涉及冷却用于反结构同步电机的转子组件的方法，该方法包括在燃气涡轮发动机的增压器区段内沿着并穿过导热楔的轴向定向式中空腔接收空气流，其中，导热楔周向地隔开环形转子组件的至少两组转子绕组，该环形转子组件可旋转地布置成与接收在转子组件内的不旋转定子组件同心。至少楔的第一面与第一组邻近转子绕组成导热关系以及楔的第二面与第二组邻近转子绕组成导热关系，并且其中，空气流从第一和第二组转子绕组除热。

具体地，本公开内容公开了以下技术方案。

技术方案1. 一种用于反结构同步电机的转子组件，包括：

限定一组转子柱的环形转子芯，所述芯能围绕旋转轴线旋转；

缠绕相应的所述一组转子柱的一组绕组；以及

设置在邻近的成组转子绕组之间的导热楔，所述楔具有限定中空腔的内表面，所述中空腔沿轴向方向延伸穿过所述楔；

其中，来自所述一组转子绕组的热被热传递至所述楔的内表面。

技术方案2. 根据技术方案1所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件设置在燃气涡轮发动机的增压器腔内。

技术方案3. 根据技术方案2所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件与涡轮发动机旋转组件旋转地连接。

技术方案4. 根据技术方案2所述的转子组件，其特征在于，所述导热楔接收空气流穿过所述中空腔。