[发明专利]一种用于航空发电机的具有短路保护功能的旋转整流二极管

说明书

本发明提出一种用于航空发电机的具有短路保护功能的旋转整流二极管，包括管座、二极管芯片、管帽、绝缘子、导电杆、熔体、石英砂；管座、管帽、绝缘子、导电杆所构成的封闭空间中填充有石英砂；管座与二极管芯片保持电连接；二极管芯片与熔体保持电连接；熔体与导电杆保持电连接。正常工作时，其工作特性与现有旋转整流二极管相同；当二极管芯片出现短路时，导电通路电流急剧升高，熔体在电流的热效应作用下熔断并产生电弧，石英砂吸收电弧能量并促进电弧熄灭，最终切断上述导电通路。本发明在旋转整流二极管出现短路故障后，可自行将所在支路切断，实现短路保护，且本发明不改变旋转整流二极管封装和外电路，可实现现有旋转整流二极管的原位替换。

技术领域

本发明涉及旋转整流二极管领域，具体涉及一种具有短路保护功能的旋转整流二极管，该设计可用于航空三级无刷发电机的旋转整流器。

背景技术

典型航空三级无刷发电机的拓扑结构如图1所示。其中，旋转整流器位于发电机转子上，由6支旋转整流二极管组成，其在发电机正常工作时与发电机转子一同高速旋转。当旋转整流二极管短路时，发电机励磁电流会异常升高，引起发电系统故障，甚至导致发电系统退网，严重危及飞机飞行安全。

航空发电机结构设计极为紧凑，没有加入独立短路保护器件(如熔断器)的空间，即使通过增加发电机体积的方式，留出安装独立保护器件的空间，但由于旋转整流二极管在工作期间处于高速旋转状态，因此也要求保护器件及其固定方式需耐受极高的离心力，导致实现难度较大，所以现有技术无法对旋转整流二极管的短路故障进行有效保护，这使得旋转整流二极管的短路故障成为危及飞行安全的巨大隐患。

发明内容

为排除上述安全隐患，本发明提出了一种用于航空发电机的具有短路保护功能的旋转整流二极管。在旋转整流二极管出现短路故障后，可自行将所在支路切断，实现短路保护，保障飞机飞行安全。本发明不改变旋转整流二极管封装和外电路，可实现现有旋转整流二极管的原位替换。

本发明的技术方案为：

所述一种用于航空发电机的具有短路保护功能的旋转整流二极管，包括管座(1)、二极管芯片(2)、管帽(3)、绝缘子(4)、导电杆(5)、熔体(6)、石英砂(7)；

所述管座(1)一端为航空发电机旋转整流二极管的电连接接口，所述管座(1)另一端为安装面，安装面上具有用于安装二极管芯片(2)的凸台以及用于与管帽(3)密封连接的封口；

所述二极管芯片(2)电连接固定安装在管座(1)安装面的凸台上；

所述管帽(3)为中空结构，一端与管座(1)安装面的封口密封连接，另一端密封连接绝缘子(4)；

所述绝缘子(4)中心具有用于穿过导电杆(5)的通孔；所述绝缘子(4)密封固定在管帽(3)的一端；

所述导电杆(5)穿过绝缘子(4)，并与绝缘子(4)密封连接；所述导电杆(5)外端为航空发电机旋转整流二极管的电连接接口；

管座(1)、管帽(3)、绝缘子(4)、导电杆(5)构成的封闭空间中具有二极管芯片(2)和熔体(6)，熔体(6)两端分别与二极管芯片(2)以及导电杆(5)内端固定电连接；且在封闭空间内还填充满石英砂(7)；

所述熔体(6)能够二极管芯片(2)出现短路时熔断。

进一步的，所述熔体(6)能够二极管芯片(2)出现短路时熔断并产生电弧，所述电弧能够融化熔断位置附近的石英砂，且石英砂冷却后能够在熔断位置凝固形成绝缘体。

进一步的，所述熔体(6)为具有缩口结构，且缩口位置在二极管芯片(2)出现短路时熔断。

进一步的，管座与二极管芯片之间、二极管芯片与熔体之间、熔体与导电杆之间均采用焊接方式实现固定电连接。

有益效果