具有集成的冷却系统的电动机和冷却电动机的方法技术方案

本公开涉及诸如用于具有集成的冷却系统的飞行器的电动推进系统之类的电机，以及冷却这种电机的方法。示例性的电机包括具有定子，转子和可操作地联接至转子的驱动轴的电动机。示例性电机还包括：电动机冷却导管，其限定用于通过或围绕电动机的至少一部分输送冷却流体的路径；壳体组件，其周向地围绕电动机的至少一部分；壳体组件导管，其集成地形成在壳体组件的至少一部分内；泵和压缩机，其可操作地联接到驱动轴并且被构造成使冷却流体循环通过电动机冷却导管和壳体组件导管。过电动机冷却导管和壳体组件导管。过电动机冷却导管和壳体组件导管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成的冷却系统的电动机和冷却电动机的方法


[0001]本公开涉及具有集成的冷却系统的电机和冷却电机的方法，以及利用这种系统和方法的用于飞行器的电推进系统。

技术介绍

[0002]用于飞行器的电动机和类似的电推进系统通常需要冷却系统来冷却电动机或推进系统。诸如冷却系统通常包括热交换器和与各种管道、软管、配件等联接在一起的泵，以使流体在电动机和热交换器之间循环。这些部件增加了重量，从而降低了电动机或推进系统的功率密度。另外，这些部件及其相关的管道、软管、配件等增加了在飞行器上安装或卸载电动机或推进系统所需的步骤。因此，需要具有改进的冷却系统和冷却电动机的改进方法的用于飞行器的电动机和电推进系统。

技术实现思路

[0003]方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中变得明显，或者可以通过实践当前公开的主题来学习。
[0004]一方面，本公开包括具有集成的冷却系统的电机。示例性的电机包括电动机，该电动机具有定子、转子和可操作地联接至转子的驱动轴。示例性电机还包括：电动机冷却导管、壳体组件、以及泵或压缩机。该壳体组件包括集成地形成在壳体组件的至少一部分内的壳体组件导管，该泵或压缩机可操作地联接至驱动轴并且被构造成使冷却流体循环通过电动机冷却导管和壳体组件导管。电动机冷却导管限定用于通过或围绕电动机的至少一部分输送冷却流体的路径，并且电动机冷却导管与电动机的至少一部分具有导热关系。壳体组件周向地围绕电动机的至少一部分。壳体组件导管限定用于通过壳体组件的至少一部分输送冷却流体的路径，并且壳体组件导管与壳体组件的外表面具有导热关系。
[0005]在另一方面，本公开包含用于飞行器的电推进系统。示例性的电推进系统包括电动机，该电动机具有定子、转子和可操作地联接至转子的驱动轴。示例性的电推进系统包括电动机冷却导管，该电动机冷却导管限定用于通过或围绕电动机的至少一部分输送冷却流体的路径，并且电动机冷却导管与电动机的至少一部分具有导热关系。示例性的电推进系统还包括可操作地联接至驱动轴的风扇或螺旋桨。此外，示例性电推进系统包括壳体组件，该壳体组件周向地围绕电动机的至少一部分。壳体组件包括电动机壳体、机舱、围绕电动机壳体周向支撑机舱的多个支撑构件、以及集成地形成在壳体组件的至少一部分内的壳体组件导管。壳体组件导管限定用于通过壳体组件的至少一部分输送冷却流体的路径，并且壳体组件导管与壳体组件的外表面具有导热关系。示例性的电推进系统还包括可操作地联接至驱动轴的泵或压缩机，其中该泵或压缩机可操作地被构造成使冷却流体循环通过电动机冷却导管和壳体组件导管。
[0006]在另一方面，本公开包括冷却电机的方法，该电机诸如用于飞行器的推进的电机。示例性方法包括使冷却流体循环通过电动机冷却导管，该电动机冷却导管限定用于通过或
围绕具有定子和转子的电动机的至少一部分来输送冷却流体的路径。电动机冷却导管与电动机的至少一部分具有导热关系，并且示例性方法包括通过与电动机的至少一部分的导热关系将热量从电动机传递到循环通过电动机冷却导管的冷却流体。该示例性方法还包括使冷却流体循环通过集成地形成在壳体组件的至少一部分内的壳体组件导管。壳体组件导管限定用于通过壳体组件的至少一部分输送冷却流体的路径，并且壳体组件周向地围绕电动机的至少一部分。壳体组件导管与壳体组件的外表面具有导热关系，并且所述示例性方法包括通过与壳体组件外表面的导热关系将热量从循环通过壳体组件导管的冷却流体传递到越过壳体组件的外表面的气流。冷却流体至少部分地由可操作地联接至驱动轴的泵或压缩机而循环通过电动机冷却导管和壳体组件导管，其中驱动轴也可操作地联接至电动机的转子。
[0007]参考以下描述和所附的权利要求，将更好地理解这些和其他特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了示例性实施例，并且与说明书一起用于解释当前公开的主题的某些原理。
附图说明
[0008]在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的包括其最佳模式的完整且可行的公开，并参考附图，其中：
[0009]图1示意性地示出了用于飞行器的示例性电推进系统；
[0010]图2A至图2C示意性地示出了具有利用单相冷却的集成的冷却系统的电动机的各个替代实施例；
[0011]图3A至图3C示意性地示出了具有利用双相冷却的集成的冷却系统的电动机的各个替代实施例；
[0012]图4A和图4B示意性地示出了具有壳体组件导管的壳体组件的各方面，其中壳体组件导管集成地形成在其中；以及
[0013]图5示出了用于飞行器的推进的电动机的冷却方法的流程图。
[0014]在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
[0015]现在将详细地参考目前公开的主题的示例性实施例，其中的一个或多个示例在图纸中说明。每个示例通过解释的方式提供，并且不应被解释为限制本公开。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本公开旨在覆盖落入所附的权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变型。
[0016]本公开总体上涉及具有集成的冷却系统的电动机和电推进系统，以及冷却电动机或推进系统的方法。作为示例，当前公开的电动机和电推进系统可以用于飞行器中，例如用于飞行器的推进器，该飞行器包括商用、军用或民用飞行器，以及无人飞行器，例如无人空中交通工具、电动旋翼机、无人机等。
[0017]当前公开的电动机和电推进系统包括定子、转子、可操作地联接到转子的驱动轴、以及可操作地联接到驱动轴的泵或压缩机，并且被构造为使冷却流体循环通过电动机冷却导管和壳体组件导管。电动机冷却导管限定用于通过或围绕电动机或电推进系统的至少一部分输送冷却流体的路径。壳体组件导管限定用于通过壳体组件的至少一部分输送冷却流体的路径，该壳体组件周向地围绕电动机或推进系统的至少一部分。用于飞行器的电推进系统可以包括当前公开的电动机，该电动机具有可操作地联接到驱动轴上的风扇或螺旋桨。
[0018]集成的冷却系统提供具有更高功率密度，更有效并且更易于安装和卸载的电动机和推进系统。在一些实施例中，集成的冷却系统可以满足电动机或推进系统的某些热管理需求，在某些实施例中，这可以减少或消除对辅助部件(例如外部泵、外部热交换器以及相关管道、软管和配件等)的某些需求。这可以允许可以将电动机安装在例如飞行器的电推进系统中，而不需要除电动机的电源连接以及用于诊断和控制的相关电子设备之外的某些维修连接。在一些实施例中，当前公开的具有集成的冷却系统的电动机和推进系统可以允许更紧凑、重量更轻的部件，这进一步提高了功率密度和操作效率。
[0019]现在将更详细地描述本公开的各种实施例。参考图1，图1示出了用于飞行器的示例性的电机和/或电推进系统100。在示例实施例中，电推进系统100是混合动力涡轮发动机。通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有集成的冷却系统的电机，其特征在于，所述电机包括：电动机，所述电动机包括定子、转子、以及可操作地联接到所述转子的驱动轴；电动机冷却导管，所述电动机冷却导管限定用于通过或围绕所述电动机的至少一部分输送冷却流体的路径，所述电动机冷却导管与所述电动机的所述至少一部分具有导热关系；壳体组件，所述壳体组件包括集成地形成在所述壳体组件的至少一部分内的壳体组件导管，所述壳体组件导管限定用于通过所述壳体组件的所述至少一部分输送所述冷却流体的路径，所述壳体组件周向地围绕所述电动机的至少一部分，并且所述壳体组件导管与所述壳体组件的外表面具有导热关系；以及泵或压缩机，所述泵或压缩机可操作地联接到所述驱动轴，所述泵或压缩机可操作地被构造为使所述冷却流体循环通过所述电动机冷却导管和所述壳体组件导管。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体组件包括电动机壳体，所述壳体组件导管的至少一部分集成地形成在所述电动机壳体的至少一部分内。3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体组件包括机舱，所述壳体组件导管的至少一部分集成地形成在所述机舱的至少一部分内。4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体组件包括环形壳体和周向地支撑所述环形壳体的多个支撑构件，所述壳体组件导管的至少一部分集成地形成在所述多个支撑构件中的一个或多个支撑构件内。5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述多个支撑构件包括风扇出口导向轮叶和/或支柱。6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述壳体组件包括电动机壳体、机舱和多个风扇出口导向轮叶，所述多个风扇出口导向轮叶围绕所述电动机壳体周向地支撑所述机舱，所述壳体组件导管的至少一部分集成地形成在所述电动机壳体的至少一部分内、所述机舱的至少一部分内、和/或所述多个风扇出口导向轮叶中的一个或多个风扇出口导向轮叶的至少一部分内。7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在操作期间，冷却流体循环通过所述电动机冷却导管，从而通过与所述电动机的所述至少一部分的所述导热关系，将热量从所述电动机传递到所述冷却流体。8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在操作期间，通过使循环通过所述电动机冷却导管的所述冷却流体的至少一部分蒸发，热量从所述电动机传递到所述冷却流体，所述冷却流体的至少一部分作为液体进入所述电动机冷却导管。9.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，包括可操作地联接到所述驱动轴的风扇或螺旋桨。10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在操作期间，气流越过所述壳体组件的所述外表面，从而通过与所述壳体组件的所述外表面的所述导热关系，将热量从循环通过所述壳体组件导管的所述冷却流体传递至所述气流。11.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，在操作期间，通过使循环通过所述壳体组件导管的所述冷却流体的至少一部分冷凝，热量从所述冷却流体传递到越过所述壳体组件的所述外表面的气流，所述冷却流体的至少一部分作为蒸汽进入所述壳体组件导管。
12.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括膨胀阀，所述膨胀阀与位于所述壳体组件导管和所述电动机冷却导管之间的所述流体路径的一方面流体连通，所述膨胀阀被构造成使从所述壳体组件导管流出的所述冷却流体的至少一部分发生液相到汽相的变化。13.一种用于飞行器的电推进系统，其特征在于，所述系统包括：电动机，所述电动机包括定子、转子、和可操作地联接到所述转子的驱动轴；电动机冷却导管，所述电动机冷却导管限...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：