[发明专利]一体式补偿脉冲发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种补偿脉冲发电机组，属于电机和脉冲功率领域。

背景技术

高功率脉冲电源是电磁发射系统中的重要部件，它为电磁发射装置提供发射所需的能量和脉冲功率。补偿脉冲发电机（见Weldon et al.Compensated Pulsed Alternator，U.S.Patent4200831Apr.29，1980）作为一种新型脉冲功率电源，通过旋转发电机系统将惯性能转化为电磁发射系统所需的电能，集储能、转换和调节于一体，具有单元件的综合优势，被视为理想的脉冲功率电源。

小型化与可移动化是电磁轨道炮等新型电磁发射装置的发展方向，这就要求脉冲电源的结构更加紧凑，同时具备更高的能量密度和功率密度。现有的补偿脉冲发电机组采用电动机、联轴器、补偿脉冲发电机三者同轴连接的方式使用（有时还需配备增速器），不仅整个机组轴向长度长、体积大，而且由于结构复杂、同轴度难以保证等原因，导致高速下轴承易损坏、传递损耗大等问题，降低了机组的可靠性与效率。这种矛盾的存在，使得需要对现有的补偿脉冲发电机组，特别是动力传动结构进行优化，使机组结构更加紧凑，并获得更高的可靠性和效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前的补偿脉冲发电机组的体积大和可靠性差的问题，本发明提供一种一体式补偿脉冲发电机组。

本发明的一体式补偿脉冲发电机组，

它包括机壳、补偿脉冲发电机、电动机和旋转主轴1

补偿脉冲发电机的转子和电动机的转子均固定在旋转主轴上，所述补偿脉冲发电机的定子和电动机的定子均固定在机壳的内表面；

所述电动机为高速永磁式同步电动机，所述补偿脉冲发电机为空芯式交流补偿脉冲发电机。

本发明的有益效果在于，

1.电动机与补偿脉冲发电机共处于一个机座内，共用一根转轴，节约了联轴器，提高了电动机与脉冲发电机的同轴度，并且大大减少机组的轴向长度，轴向长度缩短20%以上，从而提高了电机的可靠性与能量密度。

2.电动机采用高速永磁电动机，具有较高的功率密度，且定子绕组专门采用环形绕组技术，极大的缩短了定子绕组的端部长度，使机组结构更加紧凑。

3.补偿脉冲发电机采用空芯结构，采用强度密度比高的复合材料作为电机的结构受力元件，使发电机能够工作在更高的转速，在同体积、质量下获得更高的惯性储能，提高了机组的能量密度和功率密度。

附图说明

图1为本发明所述的一体式补偿脉冲发电机组的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一体式补偿脉冲发电机组，它包括机壳10、补偿脉冲发电机、电动机和旋转主轴1；

补偿脉冲发电机的转子和电动机的转子7均固定在旋转主轴1上，所述补偿脉冲发电机的定子和电动机的定子5均固定在机壳10的内表面；

所述电动机为高速永磁式同步电动机，所述补偿脉冲发电机为空芯式交流补偿脉冲发电机。

本实施方式采用一体式设计的补偿脉冲发电机组构成脉冲电源系统，电动机通过外部输入的电能拖动补偿脉冲发电机高速旋转，补偿脉冲发电机根据控制触发信号向外部脉冲功率装置放电，将转子储存的动能转换为脉冲功率装置所需的电能。电动机与发电机一体设计同处一个机壳内，可以缩短机组的轴向长度，使脉冲电源更加紧凑、体积更小。

本实施方式所述脉冲发电机组应用于脉冲功率领域，可作为电磁轨道炮等电磁发射装置的脉冲功率电源；它将电动机与发电机集成在一体，具有整机结构紧凑、效率高，能量密度和功率密度大等优势。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一体式补偿脉冲发电机组的进一步限定，

它还包括前端盖3和后端盖5，前端盖3和后端盖5分别固定机壳10的两端，所述前端盖3、后端盖5和机壳10形成相对密闭的空间；

所述旋转主轴1分别通过轴承2与前端盖3和后端盖15固定连接，所述旋转主轴1的一端延伸至后端盖15外侧。

所述电动机与所述补偿脉冲发电机采用同轴设计，节约了联轴器，提高了电动机与脉冲发电机的同轴度，不会因为电动轴与发电机轴不同心而损坏轴承以及带来振动，使脉冲发电机组运行更为可靠，转化效率也更高。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一或二所述的一体式补偿脉冲发电机组的进一步限定，所述空芯式交流补偿脉冲发电机还包括集电环17和电刷16，所述集电环17和电刷16均固定在旋转主轴1上；