一种基于永磁电机的水下无轴推进器制造技术

本发明专利技术提供了一种基于永磁电机的水下无轴推进器，涉及电机领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于永磁电机的水下无轴推进器


[0001]本专利技术涉及电机领域，特别是涉及一种基于永磁电机的水下无轴推进器
。

技术介绍

[0002]目前，无轴推进器将电机转子与桨叶集为一体，采用电能直接传递功率，运用场合广泛，可以安装在船舶
、
救生艇
、
救生圈
、
蛙人等多种场合
。
但是由于无轴推进器尺寸
、
形状的限制，无轴推进器受到电机过热停转的现象较为突出，冷却方式冷却效率较低，无法满足冷却要求
。
而且无轴推进器受限于推动方向的单一，无法做出更复杂的动力推进
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是要提供一种基于永磁电机的水下无轴推进器，提供更高效的冷却方式和更灵活的动力方向
。
[0004]特别地，本专利技术提供了一种基于永磁电机的水下无轴推进器，无轴推进器的端盖和外壳形成一密闭空间，其密闭空间内设置有永磁电机定子
、
永磁电机转子
、
与所述永磁电机转子连接的桨叶，还包括：第一冷却通道，设置在所述端盖内，所述第一冷却通道为开放通道，所述第一冷却通道的入口和出口延伸至所述端盖的外部，所述入口和出口分别与冷却箱连接；第二冷却通道，固定在所述永磁电机转子的外侧，所述第二冷却通道为由韧性材料一体成型的封闭通道；在无轴推进器启动的状态下，所述第一冷却通道内的冷却液由所述冷却箱输送流动，所述第二冷却通道随着所述永磁电机转子转动，所述第二冷却通道内的冷却液随着所述永磁电机转子的转速变化而流动
。
[0005]优选的，所述无轴推进器的端盖设置有台阶，所述永磁电机转子的端部和所述台阶之间设置有滚动轴承，所述第一冷却通道嵌入所述台阶的内部，所述第一冷却通道环绕所述台阶的周向分布
。
[0006]优选的，所述第一冷却通道环绕所述台阶的周向的圈数大于等于一圈
。
[0007]优选的，所述第二冷却通道的管道内壁为不规则不光滑的凹凸形状
。
[0008]优选的，所述第二冷却通道内填充有空气和冷却液，所述空气占所述第二冷却通道的容积范围为
1%~5%
，所述冷却液占所述第二冷却通道的容积范围为
95%~99%。
[0009]优选的，所述第二冷却通道螺旋环绕固定在所述永磁电机转子的外侧
。
[0010]优选的，所述第二冷却通道设置在所述永磁电机定子和所述永磁电机转子的间隙之间，并且所述第二冷却通道不接触所述永磁电机定子
。
[0011]优选的，还包括：换向机构，设置在所述外壳的外侧；所述换向机构包括：第一固定端，其连接至液压机构；第二固定端，其连接至所述外壳；传动杆，连接所述第一固定端和所述第二固定端，所述传动杆与所述第一
固定端所在平面所形成的角度为第一角度，所述传动杆与所述第二固定端所在平面所形成的角度为第二角度，所述传动杆的两端分别连接至液压机构
。
[0012]优选的，设定所述第一固定端始终为水平状态，在所述第一角度与所述第二角度相等的情况下，所述无轴推进器为水平状态，所述无轴推进器启动后提供平移方向的动力；在所述第一角度小于所述第二角度的情况下，所述无轴推进器为仰角状态，所述无轴推进器启动后提供斜向上方向的动力；在所述第一角度大于所述第二角度的情况下，所述无轴推进器为俯角状态，所述无轴推进器启动后提供斜向下方向的动力
。
[0013]优选的，所述韧性材料为碳纤维材料或者高分子聚合物材料本专利技术的无轴推进器具有以下优点：第一冷却通道内的冷却液不断流动，将永磁电机转子与轴承的摩擦热量及时传导，及时散热；第二冷却通道随着永磁电机转子转动，增加了永磁电机转子的散热面积，同时，第二冷却通道内的冷却液的导热效率显著高于传统的空气导热，第二冷却通道内的冷却液热量传导至无轴推进器内部的空气，再传导至第一冷却通道内的冷却液，第二冷却通道环绕永磁电机转子的机身，及时对转子的机身散热，提高了导热效率
。
[0014]第二冷却通道内主要为冷却液，其次为极少量的空气，随着永磁电机转子的转速变化，第二冷却通道内的冷却液的离心转速会发生变化，从而对第二冷却通道造成冲击
。
因此，第二冷却通道的材料为一体成型的韧性材料，优先选用碳纤维材料或者高分子聚合物材料，来抗击冷却液转速变化对第二冷却通道造成的冲击
。
而且，第二冷却通道的内壁设定为不规则不光滑的凹凸形状，同样来抵消冷却液转速变化所造成的水锤效应
。
[0015]第二冷却通道内的少量空气加上大部分的冷却液，能够保证冷却液在第二冷却通道内的有限流动，提高散热效率
。
若是空气体积过大，冷却液不足会造成散热效率不高
。
若全部都是冷却液，则冷却液流动性不足，也会造成散热效率不高
。
[0016]换向机构能够给无轴推进器提供更灵活的动力方向
。
在第一固定端始终保持水平的情况下，调整第一固定端与传动杆的第一角度，无轴推进器能够靠近或者远离第一固定端
。
调整第二固定端与传动杆的第二角度，随着第二角度与第一角度之间的大小变化，能够调整无轴推进器的俯仰状态，从而改变无轴推进器的推进方向，是平移推进
、
还是斜向上推进，还是斜向下推进
。
[0017]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的
、
优点和特征
。
附图说明
[0018]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例
。
附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分
。
本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的
。
附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的基于永磁电机的水下无轴推进器的示意图；图2是图1所示基于永磁电机的水下无轴推进器的
A
‑
A
剖面图；图3是图2所示的第二冷却通道的截面图
。
[0019]图中各符号所表示的含义如下：1‑
端盖，2‑
外壳，3‑
轴承，4‑
永磁电机转子，5‑
永磁电机定子，6‑
叶片，7‑
第一冷却
通道，8‑
第二冷却通道，9‑
第一固定端，
10
‑
第二固定端，
11
‑
传动杆
。
实施方式
[0020]水下无轴推进器，由控制器
、
永磁同步电机
、
内置叶轮组成
。
永磁电机的效率可以达到
93%~96%。
其中，永磁同步电机的外壳
、
前端盖
、
后端盖
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于永磁电机的水下无轴推进器，无轴推进器的端盖和外壳形成一密闭空间，其密闭空间内设置有永磁电机定子
、
永磁电机转子
、
与所述永磁电机转子连接的桨叶；其特征在于，还包括：第一冷却通道，设置在所述端盖内，所述第一冷却通道为开放通道，所述第一冷却通道的入口和出口延伸至所述端盖的外部，所述入口和出口分别与冷却箱连接；第二冷却通道，固定在所述永磁电机转子的外侧，所述第二冷却通道为由韧性材料一体成型的封闭通道；在无轴推进器启动的状态下，所述第一冷却通道内的冷却液由所述冷却箱输送流动，所述第二冷却通道随着所述永磁电机转子转动，所述第二冷却通道内的冷却液随着所述永磁电机转子的转速变化而流动
。2.
根据权利要求1所述的基于永磁电机的水下无轴推进器，其特征在于，所述无轴推进器的端盖设置有台阶，所述永磁电机转子的端部和所述台阶之间设置有滚动轴承，所述第一冷却通道嵌入所述台阶的内部，所述第一冷却通道环绕所述台阶的周向分布
。3.
根据权利要求2所述的基于永磁电机的水下无轴推进器，其特征在于，所述第一冷却通道环绕所述台阶的周向的圈数大于等于一圈
。4.
根据权利要求1所述的基于永磁电机的水下无轴推进器，其特征在于，所述第二冷却通道的管道内壁为不规则不光滑的凹凸形状
。5.
根据权利要求1或4所述的基于永磁电机的水下无轴推进器，其特征在于，所述第二冷却通道内填充有空气和冷却液，所述空气占所述第二冷却通道的容积范围为
1%~5%
，所述冷却液占所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昆雷，周万瑜，刘源，
申请(专利权)人：无锡新豆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：