一种水下高速航行器推进电机相变散热方法技术

本发明专利技术涉及一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，其特征在于，包括以下步骤：在电机外壳中设置用于散热的密封空间；将电机的主要热源设置在密封空间的内部：在被密封空间中充满注入散热材料用于将所述电机的主要热源产生的热量吸收，维持温度稳定，并且将热量传递给外部，通过对电机结构进行设计以及填充相变材料吸收热损耗，并将吸收热量通过电机外壳传递给外界，保持推进电机整体温度稳定，散热效果好，解决了全电高速大推力水下推进器系统用推进电机短时、高速、大功率负载热损耗巨大条件下的散热问题，在密闭及全密封情况下散热效果不佳温度过高的问题，并保证其可靠稳定工作。作。作。

【技术实现步骤摘要】
一种水下高速航行器推进电机相变散热方法
[0001]本专利技术涉及电机领域，尤其涉及一种水下高速航行器推进电机相变散热方法。

技术介绍

[0002]军工领域技术高速发展，全电高速大推力水下推进器系统的应用越来越普遍。为此，要求水下推进系统用推进电机具备高速、大功率负载能力。但是，在高速、大功率负载条件下，水下推进转子及定子产生的铁芯损耗、铜损、涡流、磁滞等损耗会产生大量的热损耗，由于全密闭条件下，散热环境非常恶劣，造成推进电机各部分温度上升很快及很高，因此造成电机耗能增加，效率急剧减小，甚至于烧毁绕组及破坏电机绝缘等故障，造成电机失效。因此，水下推进电机散热方法非常重要，良好的、可靠的、高效的散热是推进电机可靠性保证。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于设计一种水下高速航行器推进电机相变散热方法从而解决上述技术问题。
[0004]本专利技术具体技术方案如下：一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005]在电机外壳中设置用于散热的密封空间；
[0006]将电机的主要热源设置在密封空间的内部：
[0007]在被密封空间中充满注入散热材料用于将所述电机的主要热源产生的热量吸收，维持温度稳定，并且将热量传递给外部。
[0008]作为改进，所述密封空间通过以下步骤形成：
[0009]在电机外壳内利用密封组件围成一个空间：
[0010]所述密封组件的上端面与所述电机的主要热源相连接，所述密封组件的下端面位于转子组件上方。
[0011]作为进一步改进，所述散热材料包括相变材料。
[0012]作为进一步改进，所述电机的主要热源为定子组件，所述定子组件包括定子铁芯和定子绕组。
[0013]作为进一步改进，所述密封组件包括定子托架、第一密封板、密封压板、第一定子端盖和第二定子端盖，所述定子托架的一端通过密封压板及第一密封板压紧固定在第二定子端盖上面，所述定子托架的另一端通过第一定子端盖压紧固定在电机外壳上。
[0014]作为进一步改进，所述转子组件包括转子磁钢与转子及转轴。
[0015]作为进一步改进，所述定子组件固定在定子托架上。
[0016]本专利技术一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，通过对电机结构进行设计以及填充相变材料吸收热损耗，并将吸收热量通过电机外壳传递给外界，保持推进电机整体温度稳定，散热效果好，解决了全电高速大推力水下推进器系统用推进电机短时、高速、大功率负载热损耗巨大条件下的散热问题，在密闭及全密封情况下散热效果不佳温度过高的
问题，并保证其可靠稳定工作。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种水下高速航行器推进电机的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术一种水下高速航行器推进电机的另一种实施例的结构示意图；
[0019]图3为本专利技术一种水下高速航行器推进电机的另一种实施例的同轴反向双输出原理的示意图。
[0020]附图标记说明：
[0021]1、电机外壳2、定子铁芯3、定子绕组4、定子托架5、第一密封板6、密封压板7、第一定子端盖8、转子磁钢9、转子10、转轴11、第二定子端盖12、密封空间100、第一输出轴200、换向机构轴承压板300、换向机构前端盖400、换向机构500、第二输出轴600、换向机构后端盖700、电机前轴承压板800、电机定子110、电机后端盖120、位置传感器13、控制器14、第一密封圈15、第二密封圈16、第三密封圈17、第四密封圈18、第五密封圈19、第六密封圈41、第一齿轮42、第二齿轮43、第三齿轮44、第四齿轮。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式进行详细说明。
[0023]请参阅图1所示，一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，包括以下步骤：
[0024]在电机外壳1中设置用于散热的密封空间12；
[0025]将电机的主要热源设置在密封空间12的内部，其中，电机的主要热源为定子组件，定子组件包括定子铁芯2和定子绕组3，定子组件固定在定子托架4上：
[0026]在被密封空间12中充满注入散热材料用于将电机的主要热源产生的热量吸收，维持温度稳定，并且将热量传递给外部。
[0027]具体的，密封空间12通过以下步骤形成：
[0028]在电机外壳1内利用密封组件围成一个空间，其中，密封组件包括定子托架4、第一密封板5、第二密封板6、第一定子端盖7和第二定子端盖11，定子托架4的一端通过第二密封板6及第一密封板5压紧固定在第二定子端盖7上面，定子托架4的另一端通过第一定子端盖11压紧固定在电机外壳1上，其中第一密封板以及第二密封板可以为刚性材料，如高分子材料中的塑料、复合材料中的碳纤维等，也可以选用柔性材料，如高分子材料中的橡胶，本专利技术中第一密封板和第二密封板优选为橡胶材料：
[0029]密封组件的上端面与电机的主要热源相连接，密封组件的下端面位于转子组件上方，转子组件包括转子磁钢8与转子9及转轴10。
[0030]进一步的，散热材料包括相变材料。优选的，本专利技术所选的相变材料为一种高效有机相变材料，具体为贺迈新能源科技上海有限公司的HM
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E120，是基于纳米共晶制备技术，具有潜热大、稳定性好等优点。其中E类产品为共晶盐类相变材料，有不同相变温度点，其为120℃相变材料，是一种新型高效储热材料，具体参数参见表1。
[0031]表1HM
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E120主要参数
[0032][0033][0034]需要说明的是，本专利技术中HM
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E120的用量为2升，1.46Kg/L。
[0035]此外，本专利技术中的电机为100kW永磁同步电机，其额定电压为400VDC，额定转速为2500rpm。
[0036]试验例1
[0037]分别采用现有技术的电机与采用一种水下高速航行器推进电机相变散热方法的电机进行了性能测试，如下表：
[0038]表2电机的散热效率与功率密度
[0039][0040]本专利技术还提供另一种实施例，请参阅图2所示，一种水下高速对转直驱推进电机，包括电机外壳1、电机定子800、转子10、输出轴以及控制器13，还包括换向机构400，输出轴包括第一输出轴100和第二输出轴500还包括位置传感器120，需要说明的是，根据电机控制精度要求的不同，位置传感器120可以采用任何常见的形式，包括但不限于霍尔传感器、旋转变压器、编码器，或者采用无位置传感器控制方式而不使用位置传感器。还包括换向机构轴承压板200、电机前轴承压板700、换向机构前端盖300、换向机构后端盖600、第一密封圈14、第二密封圈15、第三密封圈16、第四密封圈17、第五密封圈18和第六密封圈19，换向机构轴承压板200、电机前轴承压板700、换向机构前端盖300、换向机构后端盖600、第一输出轴
100、第二输出轴500、第一密封圈14、第二密封圈15、第三密封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，其特征在于，包括以下步骤：在电机外壳(1)中设置用于散热的密封空间(12)；将电机的主要热源设置在密封空间(12)的内部：在被密封空间(12)中充满注入散热材料用于将所述电机的主要热源产生的热量吸收，维持温度稳定，并且将热量传递给外部。2.根据权利要求1所述的一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，其特征在于，所述密封空间(12)通过以下步骤形成：在电机外壳(1)内利用密封组件围成一个空间：所述密封组件的上端面与所述电机的主要热源相连接，所述密封组件的下端面位于转子组件上方。3.根据权利要求1所述的一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，其特征在于，所述散热材料包括相变材料。4.根据权利要求1所述的一种水下高速航行器推进电机相变散热方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智刚，郝程鹏，廖力鸣，刘明刚，李伟峰，向子琦，管善功，牛辉强，王奇，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：