一种船用高集成无轴轮缘推进器制造技术

本发明专利技术公开了一种船用高集成无轴轮缘推进器，包括导流外壳、螺旋桨组件、电机模块和电机驱动控制模块。螺旋桨组件包括螺旋桨和轮缘，螺旋桨与轮缘为一体式设置，电机模块包括内转子和外定子，外定子设置于环形外壳的内壁上，轮缘外径面与内转子固定，内转子旋转时带动螺旋桨转动。电机驱动控制模块通过螺丝固定在导流外壳内，并与外定子的一端电线连接，电机模块与电机驱动控制模块通过树脂胶灌封在导流外壳的内部。本发明专利技术将电力马达、轴系、螺旋桨、电机驱动控制模块整合为一体，具有高集成、高功率密度、噪声小的特点。同时特殊设计的电机驱动控制模块置于推进器内部，解决了传统推进器通讯线路长、干扰大、一致性差、散热量大的难题。难题。难题。

【技术实现步骤摘要】
一种船用高集成无轴轮缘推进器


[0001]本专利技术涉及推进器
，特别涉及一种船用高集成无轴轮缘推进器。

技术介绍

[0002]传统的推进器，均是借由外部设备对推进器进行控制，例如用机械方式或遥控方式控制螺旋桨的转速等。控制设备与推进设备分离带来的问题是，通讯线路长，信号干扰大，传输故障率多。为了保证良好的散热，控制模块的功率体积比小，集成度差。
[0003]从结构上来看，传统推进器不管以电力还是燃油提供动力，都需要有传动轴带动螺旋桨旋转产生推力，即由发动机加传动轴加推进器形成的推进系统，这种推进系统是目前水上交通工具主要的推进方式。随着人类对技术要求的进一步提高，轴系震动、结构冗杂、功率损耗、震动噪声已成为亟需解决的问题，无轴推进技术将是未来推进器的发展方向。
[0004]因此目前来看，现有推进器需要解决的问题包括：
[0005]1.集成问题。需将推进模块、电机模块、控制模块整合到一起，以提高推进器的集成度，增强一致性，提高推进效率与信号传输效率。
[0006]2.控制和驱动模块的散热问题。驱动电路内置，与推进器一同置于水中，可利用流动的水流解决驱动电路的散热问题。由于没有过热风险，相同体积的驱动电路的功率密度可以做到更高，提高推进系统整体效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种船用高集成无轴轮缘推进器，其集成度高，结构紧凑，对船舶的通用性较强。采用全数字化控制，信号传输抗干扰能力强，系统效率高；且整个结构浸没于水中，无需考虑润滑与冷却的问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：
[0009]一种船用高集成无轴轮缘推进器，推进器的一端为进水口处，另一端为出水口处，包括导流外壳、螺旋桨组件、电机模块和电机驱动控制模块，所述螺旋桨组件、所述电机模块与所述电机驱动控制模块设置于导流外壳的内部；所述导流外壳包括前导流盖、后导流盖和环形外壳，所述前导流盖和后导流盖通过螺丝固定于环形外壳的前端和后端，所述螺旋桨组件包括螺旋桨和轮缘，所述螺旋桨与所述轮缘为一体式设置，所述螺旋桨为环形阵列均匀布置，所述轮缘的内径面连接所述螺旋桨，所述电机模块包括内转子和外定子，所述外定子设置于所述环形外壳的内壁上，所述内转子与所述轮缘的外径面连接固定，所述电机驱动控制模块通过螺丝固定在导流外壳内，并与所述外定子的一端电连接，所述电机驱动控制模块包括功率板、控制板、动力电源接线和UVW电机接线，所述电机驱动控制模块和外定子通过树脂胶灌封在导流外壳的内部。
[0010]进一步地，所述前导流盖设有第一限位槽，所述第一限位槽内设有第一轴承，所述后导流盖设有第二限位槽，所述第二限位槽设有第二轴承。
[0011]进一步地，所述内转子的前端卡入所述第一轴承，所述内转子的后端卡入所述第二轴承。
[0012]进一步地，所述外定子与所述内转子产生磁转力矩，带动所述螺旋桨组件旋转。
[0013]进一步地，所述功率板采用四层PCB设计，顶面是九颗滤波电容，采用卧式安装，底面是十二颗功率MOSFET组成的功率电路，所述功率板采用螺丝固定在一片同尺寸环形铝板散热基座上，所述动力电源接线从所述功率板引入，所述UVW电机接线从所述功率板输出，所述功率板主电流回路的PCB走线、过孔均保证额定电流需求。
[0014]进一步地，所述控制板采用四层PCB设计，焊接三个贴片2x2Pin双排排针H＝15固定到功率板顶面，完成控制板与功率板之间的电气连接。
[0015]进一步地，所述控制板上设有三相全桥逆变电路、实时控制器、弱电电源电路、三相全桥驱动电路和监测电路。
[0016]进一步地，所述实时控制器可通过磁场定向控制、方波控制或正弦波控制实现对内转子转速的实时高精度控制，实现所述推进器的叶轮的加速、减速。
[0017]进一步地，所述监测电路作用是监测运行过程中硬件设备的安全。
[0018]进一步地，所述电机驱动控制模块用树脂胶灌封，胶的厚度薄而均匀，起到绝缘和导热作用；同时水流可以流入推进器内部，对内部结构进行散热，无需额外增加水冷装置。
[0019]进一步地，所述电机驱动控制模块为环形结构，所述电机驱动控制模块的内径与所述外定子内径一致，所述电机驱动控制模块的外径与所述环形外壳内径一致。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1.本专利技术的船用高集成无轴轮缘推进器，采用轮缘驱动方式，电机内转子直接带动螺旋桨组件旋转，精简了传动机构，电磁扭矩可以最大限度的传递给螺旋桨，减少了功率损耗。
[0022]2.本专利技术的船用高集成无轴轮缘推进器，采用全数字控制，特殊设计的内置电机驱动控制模块对内转子转速实时高精度控制，集成度高，扩展性强。减少了信号传输损耗，同时减少了故障率。电机驱动控制模块散热效率好，功率密度高。
[0023]3.本专利技术的电机驱动控制模块、电机外转子用树脂胶灌封，胶的厚度薄而均匀，起到绝缘作用，同时水流可以流入推进器内部，对内部结构进行散热，无需额外增加水冷装置。
[0024]4.本专利技术的船用高集成无轴轮缘推进器，高集成式设计，减少了轴系、控制设备等附体，减少了水体中的行进阻力。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术整体示意图；
[0027]图3为电机驱动的弱电电源电路图；
[0028]图4为功率器件控制电路图；
[0029]图5为采样电阻电路图；
[0030]图中：1
‑
前导流盖、2
‑
后导流盖、31
‑
第一轴承、32
‑
第二轴承、4
‑
内转子、 5
‑
轮缘、6
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外定子、7
‑
环形外壳、8
‑
螺旋桨、9
‑
电机驱动控制模块。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”等只是为了区分各部件的名称，并没有主次关系，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“连接”、“设置”应做广义理解，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。
[0033]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0034]如图1
‑
2所示：
[0035]一种船用高集成无轴轮缘推进器，包括导流外壳、螺旋桨组件、电机模块和电机驱动控制模块9，所述推进器的一端为进水端，另一端为出水端。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用高集成无轴轮缘推进器，推进器的一端为进水口处，另一端为出水口处，其特征在于：包括导流外壳、螺旋桨组件、电机模块和电机驱动控制模块，所述螺旋桨组件、所述电机模块与所述电机驱动控制模块设置于导流外壳的内部；所述导流外壳包括前导流盖、后导流盖和环形外壳，所述前导流盖和后导流盖通过螺丝固定于环形外壳的前端和后端，所述螺旋桨组件包括螺旋桨和轮缘，所述螺旋桨与所述轮缘为一体式设置，所述螺旋桨为环形阵列均匀布置，所述轮缘的内径面连接所述螺旋桨，所述电机模块包括内转子和外定子，所述外定子设置于所述环形外壳的内壁上，所述内转子与所述轮缘的外径面连接固定，所述电机驱动控制模块通过螺丝固定在导流外壳内，并与所述外定子的一端电连接，所述电机驱动控制模块包括功率板、控制板、动力电源接线和UVW电机接线，所述电机驱动控制模块和外定子通过树脂胶灌封在导流外壳的内部。2.根据权利要求1所述的一种船用高集成无轴轮缘推进器，其特征在于：所述前导流盖设有第一限位槽，所述第一限位槽内设有第一轴承，所述后导流盖设有第二限位槽，所述第二限位槽设有第二轴承。3.根据权利要求2所述的一种船用高集成无轴轮缘推进器，其特征在于：所述内转子的前端卡入所述第一轴承，所述内转子的后端卡入所述第二轴承。4.根据权利要求1所述的一种船用高集成无轴轮缘推进器，其特征在于：所述外定子与所述内转子产生磁转力矩，带动所述螺旋桨旋转。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，耿涛，卞涛，江文，刘绍森，
申请(专利权)人：东莞小豚智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：