一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器，包括：壳体、电机驱动单元、水润滑轴承系统和螺旋桨。本实用新型专利技术为水润滑轴承系统支撑的、由多个直线电机联合驱动的环形电力推进器，可以消除磁轴承带来的不利影响，本推进器原理和结构简单、推进效率高、振动噪声低、安全性和冗余度高、启动电流低，尤其适合于内河和湖泊浅吃水环境限制的船舶。

【技术实现步骤摘要】
一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器
本技术船舶轮机推进器
，具体涉及一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器。
技术介绍
随着电力推进技术的发展，电力推进系统越来越多地应用于船舶上。常见的电力推进系统包括变速齿轮箱、轴系（含轴、联轴器、各种轴承和轴承座、艉管密封）、螺旋桨等；电力推进系统的推进方式是由电动机带动变速齿轮箱减速后，驱动轴系和螺旋桨旋转，产生船舶前进或后退的推力。这种推进方式存在以下问题：结构复杂，零件众多，故障率高、占用空间大、重量重；推进效率低：电机与螺旋桨之间通过齿轮、轴系等部件传动，齿轮啮合产生能量损失，同时轴承通常为滑动轴承，摩擦力大，摩擦功耗大；以上传动环节，产生了中间传动损耗，降低了系统的推进效率；传动齿轮啮合产生振动并引发噪声，其次，水流流经轴系和水下附体后，产生紊流，螺旋桨在紊流中旋转，产生激振和空泡，空泡爆裂产生噪声。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器，其为水润滑轴承系统支撑的、由多个直线电机联合驱动的环形电力推进器，可以消除磁轴承带来的不利影响，本推进器原理和结构简单、推进效率高、振动噪声低、安全性和冗余度高、启动电流低，尤其适合于内河和湖泊浅吃水环境限制的船舶。为至少解决上述技术问题之一，本技术采取的技术方案为：一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器，包括：壳体、电机驱动单元、水润滑轴承系统和螺旋桨，其中，所述电机驱动单元包括：公共转子组件、多个定子组件和端面法兰，所述公共转子组件设置于所述壳体的内侧，所述多个定子组件沿所述壳体周向间隔环布于所述壳体内且与所述公共转子组件形成多定子-单转子副，所述壳体的两端分别设有所述端面法兰；所述水润滑轴承系统位于所述端面法兰上，所述水润滑轴承系统包括：转子端环和耐磨套，所述公共转子组件的两端分别固定连接有所述转子端环，所述转子端环与所述端面法兰之间具有相互连通的轴向间隙流道和径向间隙流道，两端的所述端面法兰的外壁上设有所述耐磨套，且所述耐磨套分别位于所述轴向间隙流道和径向间隙流道内；所述螺旋桨与所述公共转子组件相连。进一步的，所述定子组件固定于两端的所述端面法兰的内侧台阶的上方，所述公共转子组件位于所述定子组件的内侧且位于两端的所述端面法兰之间。进一步的，所述转子端环为耐磨金属或硬质耐磨涂层。进一步的，所述耐磨套为耐腐蚀耐磨损的金属或非金属材质，或高分子材质，或硬质耐磨涂层。进一步的，所述壳体在上下方向的垂直高度小于其它角度处的壳体的外径。进一步的，所述螺旋桨为整体式螺旋桨或分体式螺旋桨。本技术的有益效果至少包括：1）采用水润滑轴承，降低了成本，不再需要采用复杂的控制系统，成本进一步降低了，另外，由于结构更加简单，可靠性也提高了，最后，消除了磁轴承涡流损耗带来效率下降的缺点；2）保持了推进效率高的特点：永磁直线电机转子采用永磁体代替线圈，相比传统的他励式电动机，减少了电流损耗，提高了电机效率和功率因数；其次电机直接驱动螺旋桨，消除了齿轮传动环节，减少了机械效率损失，以上因素，带来的是推进效率的提高；3）噪声振动低：消除了传统推进器采用齿轮传动所带来的噪声和振动；螺旋桨来流均匀，桨叶振动小；消除了传统螺旋桨的梢涡空泡及其带来的噪声，综上因素，噪声振动大大降低了；4）提高了推进器的安全性和冗余度：推进器内沿周向布置有为多组独立的直线电机，每个电机能单独控制，当有电机损坏时，另外的电机依然在运行并驱动转子和螺旋桨，使得推进器能继续运行，避免了电机损坏导致推进器停转，无法继续驱动船舶推进带来的水上安全隐患；5）降低了启动电流，减少了对电气元件的规格要求：每个直线电机均有一个独立的控制器驱动和控制，当推进器启动时，只需要驱动某1-2个直线电机，而不必同时启动所有电机，这就降低了电机启动电流，减少了电机控制电路元件的过流压力，降低了电路元件的规格和成本，也减少了启动过程中，对船用电网的负荷和冲击；6）减小了推进器垂直方向的高度，尤其适应内河内湖浅水环境的吃水限制：由于推进器的结构式多个直线电机沿周向独立分开布置，在内河内湖吃水受限的情况下，为降低推进器在垂直方向的高度限制，在推进器周向的上下方，可以不布置电机定子，这样就降低了推进器的垂直高度，这种结构避免了轮环式推进器由于外径过大而低于船底、当碰到硬物时损坏轮环式推进器的情况。附图说明图1为本技术推进器的结构示意图。图2为1的C-C向剖视图。图3为本技术整体式螺旋桨结构示意图。图4为本技术分体式螺旋桨结构示意图。图5为本技术水润滑轴承系统结构示意图。其中，壳体1、螺旋桨2、桨叶201、叶梢法兰202、公共转子组件3、定子组件4、端面法兰5、水润滑轴承系统6、转子端环7、轴向间隙通道701、经向间隙通道702、耐磨套8。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。图1为本技术推进器的结构示意图，图2为1的C-C向剖视图。参照图1和2所示，本技术所述一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器，主要包括：壳体、电机驱动单元、水润滑轴承系统和螺旋桨。其中，与传统电机所不同的是，本技术中电机的定子组件在周向不是连续的，在垂直方向的上方和下方处，各有一段弧度，没有布置定子组件。由于没有布置定子组件，公共转子组件外面就是壳体，因此，电机在上下方向的机壳外表面垂直高度H小于其它角度处电机的外径D，减小了推进器垂直方向的高度，尤其适应内河内湖浅水环境的吃水限制。本技术采用周向布置的多个永磁无刷直线电机，电机由定子组件、转子组件、机壳、端面法兰等组成，电机转子组件和定子组件完全置于水中，线圈和铁芯、永磁体等经过多层绝缘和防腐蚀材料包裹，与水隔绝，绝缘性好，耐腐蚀。转子左右二端为转子端环，与转子一起形成转子组件。定子铁芯压装在电机机壳内，电机机壳为推进器外壳，机壳连接端面法兰，端面法兰上装有水润滑轴承系统。更具体的：所述定子组件的两端分别设有所述端面法兰，且所述端面法兰固定于所述壳体上，所述定子组件固定于两端的所述端面法兰的内侧台阶的上方，所述公共转子组件位于所述定子组件的内侧且位于两端的所述端面法兰之间。本技术各电机定子组件互相独立，沿周向间隔布置于机壳内，每个所述定子组件的弧度根据优化计算来确定。转子组件为公共转子，环状，永磁体为表贴式，嵌入到转子铁芯内。周向分布的定子组件线圈和公共转子组件的永磁体之间构成了各个电机的定子-转子副，各个电机由独立的控制器控制和调速，各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器，其特征在于，包括：壳体、电机驱动单元、水润滑轴承系统和螺旋桨，其中，/n所述电机驱动单元包括：公共转子组件、多个定子组件和端面法兰，所述公共转子组件设置于所述壳体的内侧，所述多个定子组件沿所述壳体周向间隔环布于所述壳体内且与所述公共转子组件形成多定子-单转子副，所述壳体的两端分别设有所述端面法兰；/n所述水润滑轴承系统位于所述端面法兰上，所述水润滑轴承系统包括：转子端环和耐磨套，所述公共转子组件的两端分别固定连接有所述转子端环，所述转子端环与所述端面法兰之间具有相互连通的轴向间隙流道和径向间隙流道，两端的所述端面法兰的外壁上设有所述耐磨套，且所述耐磨套分别位于所述轴向间隙流道和径向间隙流道内；/n所述螺旋桨与所述公共转子组件相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种水润滑轴承支撑的周向多电机驱动的环形电力推进器，其特征在于，包括：壳体、电机驱动单元、水润滑轴承系统和螺旋桨，其中，
所述电机驱动单元包括：公共转子组件、多个定子组件和端面法兰，所述公共转子组件设置于所述壳体的内侧，所述多个定子组件沿所述壳体周向间隔环布于所述壳体内且与所述公共转子组件形成多定子-单转子副，所述壳体的两端分别设有所述端面法兰；
所述水润滑轴承系统位于所述端面法兰上，所述水润滑轴承系统包括：转子端环和耐磨套，所述公共转子组件的两端分别固定连接有所述转子端环，所述转子端环与所述端面法兰之间具有相互连通的轴向间隙流道和径向间隙流道，两端的所述端面法兰的外壁上设有所述耐磨套，且所述耐磨套分别位于所述轴向间隙流道和径向间隙流道内；
所述螺旋桨与所述公共转子组件相连。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锐聪，邱湘瑶，刘福超，郭望渠，
申请(专利权)人：广州海工船舶设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44