CN105270594A - 一种永磁电机推进技术 - Google Patents

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Abstract

一种永磁电机推进技术；有转子组件、定子组件、永磁材料，包括有端盖、轴承、螺旋桨(扇)叶，及附件。

Description

一种永磁电机推进技术
所属技术领域：
本发明涉及电机及航行器的电动推进技术。
背景技术：
目前，现有技术上的推进装置，如轴系转动的内传递式螺旋桨，其螺旋桨的旋转力矩是从浆心上的转轴来传递旋转力矩，转轴同时承受螺旋桨工作时产生的推、拉应力。又如外传递式的螺旋桨，其螺旋桨的旋转力矩是从浆叶梢上的轮环来传递旋转力矩及螺旋桨工作时产生的推、拉应力。而现有技术上的外传递式螺旋桨，其轴承和密封件油封均设置于浆叶梢上的轮环的外周壁上，如国内201110263185.1专利号技术的无轴螺旋桨推进器、201320221753.6专利号技术的螺旋桨及国际检索EP1739007A1专利号技术，而对于大直径的螺旋桨，由于轴承、密封件油封均设置于浆叶梢上的轮环上，虽然有对流水冷却，但在高转速时受线速度的影响，轴承及密封件油封的寿命均难以持久，因此，外传式的螺旋桨通常是低转速只应用与民用的运输船、渔船上。而对于需要高速航行的军舰，现有外传递式的低转速螺旋桨难以达到要求的时速。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种新颖的电机推进技术。
本发明解决上述技术问题所采用的第一种技术方案是：一种永磁电机推进技术，有转子组件、定子组件、永磁体，包括端盖、轴承及附件，其特征在于：所述电机的定子组件的机座里的定子铁芯里嵌有电磁绕组或者是直线导条，所述定子铁芯的内周或者说内径上设置有一管套密封件，所述管套密封件的两端嵌入两端端盖，管套密封件与两端盖嵌入部分设置有密封件，端盖用螺栓固定与定子组件的机座端面上，端盖与机座的彼此接合面上设置有密封件，所述电机的转子组件的转轴或者说是桨毂上设置有螺旋桨叶或者是扇叶，所述的螺旋桨叶或者扇叶的叶梢圆上设置有轮环，所述轮环的内壁与螺旋桨叶或者扇叶的叶梢彼此连接在一起成一体，所述轮环的环体上设置有永磁材料的磁极，所述转轴或者说是桨毂的两端经轴承活络于两端盖的轴承座架上，轴承座架与桨毂彼此之间设置有密封件油封。
本发明解决上述技术问题所采用的第二种技术方案是：一种永磁电机推进技术，有转子组件、定子组件、永磁体，包括端盖、轴承及附件，其特征在于：所述电机的定子组件的机座里的定子铁芯里嵌有电磁绕组或者是直线导条，所述定子铁芯的内周或者说内径上设置有一管套密封件，所述管套密封件的两端嵌入两端端盖，管套密封件与两端盖嵌入部分设置有密封件，端盖用螺栓固定与定子组件的机座端面上，端盖与机座的彼此接合面上设置有密封件，所述端盖的中心处设置有一固定轴，所述固定轴上设置有桨毂或者说扇毂，所述桨毂上设置有螺旋桨叶或者是扇叶，所述的螺旋桨叶或者是扇叶的叶梢圆上设置有轮环，所述轮环的内壁与螺旋桨叶或扇叶的叶梢彼此连接在一起成一体，所述轮环的环体上设置有永磁材料的磁极，所述桨毂与固定轴彼此之间设置有轴承支承活络及密封件油封。
作为优选，所述的磁极为环形的永磁环，永磁环的磁特性是外径面统一为N极或者是S极。
作为优选，所述的磁极是由至少用两个永磁材料拼接而成的环形永磁，环形永磁的磁场的磁特性是拼接的永磁体按照NSNSNS环向充磁的磁特性排列拼接。
作为优选，所述两端盖的里端面与永磁环相对的位置上，设置嵌入有与永磁环径向相同的永磁环。使所述永磁环与永磁环可利用同极性相斥原理形成磁悬浮，同时消除永磁环对端盖的磁吸力，也可限制所述轮环向两端移动，并且可利用永磁环与永磁环同极性相斥原理的磁斥力提高电机效率。
所述的端盖，端盖是开敞式的，端盖中心处的轴承座架与端盖外围环体彼此之间设置有支撑挡支撑相连。撑挡对进、出两端的流介有整流作用。
所述的端盖是开敞式的，所述的固定轴与端盖彼此之间设置用支撑挡支撑相连。
所述的端盖，由轴承座经撑挡体里至端盖的外径面处设置有油道孔。
所述的桨毂转轴或者是固定轴上设置有油道，使两端盖、撑挡上的油道经桨毂转轴或者是固定轴上的油道彼此衔接连通。
作为优选，为保护永磁环，所述的永磁环嵌入轮环体内，或者永磁环外设置有一层保护罩壳。
作为优选，所述的轴承优先选择的是磁悬浮轴承。
所述的固定轴的轴端上设置有紧固螺栓孔。
与现有技术上的外传递式的螺旋桨比较，如国内的201110263185.1专利号技术的无轴螺旋桨推进器、201320221753.6专利号技术的螺旋桨及国际检索EP1739007A1专利号技术，本发明的技术优点是；把轴承及密封件油封的设计位置尽量设置接近于轴中心线，减少轴承和密封件油封摩擦地方的线速度，从而使轴承和密封件油封的寿命能得以持久，从而可大大提高螺旋桨的转速。
附图说明：
图1是第一种技术方案的纵向剖视图。
图2是第二种技术方案的纵向剖视图。
图3是图1的分析示意图。
图4是图2的一端盖示意图。
具体实施示例：
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
示例一：
如图1、图3所示；一种永磁电机推进技术，有转子组件、定子组件、永磁体，包括端盖、轴承及附件，其特征在于：所述电机的定子组件的机座(1)里的定子铁芯(11)里嵌有电磁绕组或者是直线导条(12)，所述定子铁芯(11)的内周或者说内径上设置有一管套密封件(2)，所述管套密封件(2)的两端嵌入两端端盖(3)，管套密封件(2)与两端盖(3)嵌入部分设置有密封件(4)，端盖(3)用螺栓固定与定子组件的机座(1)端面上，端盖(3)与机座(1)的彼此接合面上设置有密封件(5)，所述电机的转子组件的转轴(6)或者说是桨毂(61)上设置有螺旋桨叶或者是扇叶(62)，所述的螺旋桨叶或者扇叶(62)的叶梢圆上设置有轮环(63)，所述轮环(63)的内壁与螺旋桨叶或者扇叶(62)的叶梢彼此连接在一起成一体，所述轮环(63)的环体上设置有永磁材料的磁极(7)，所述转轴(6)或者说是桨毂(61)的两端经轴承(8)活络于两端盖(3)的轴承座架(31)上，轴承座架(31)与桨毂(61)彼此之间设置有密封件油封(9)。
32、撑挡，33、螺栓孔，64、轴承挡，65、油封挡，13、34、凹槽、键槽，14、两集电环，15、电磁线。
示例二：
如图2、图4所示；一种永磁电机推进技术，有转子组件、定子组件、永磁体，包括端盖、轴承及附件，其特征在于：所述电机的定子组件的机座(1)里的定子铁芯(11)里嵌有电磁绕组或者是直线导条(12)，所述定子铁芯(11)的内周或者说内径上设置有一管套密封件(2)，所述管套密封件(2)的两端嵌入两端端盖(3)，管套密封件(2)与两端盖(3)嵌入部分设置有密封件(4)，端盖(3)用螺栓固定与定子组件的机座(1)端面上，端盖(3)与机座(1)的彼此接合面上设置有密封件(5)，所述端盖(3)的中心处设置有一固定轴(6)，所述固定轴(6)上设置有桨毂或者说扇毂(61)，所述桨毂(61)上设置有螺旋桨叶或者是扇叶(62)，所述的螺旋桨叶或者是扇叶(62)的叶梢圆上设置有轮环(63)，所述轮环(63)的内壁与螺旋桨叶或扇叶(62)的叶梢彼此连接在一起成一体，所述轮环(63)的环体上设置有永磁材料的磁极(7)，所述桨毂(61)与固定轴(6)彼此之间设置有轴承(8)支承活络及密封件油封(9)。
64、轴承挡，65、油封挡，66、螺栓孔，10、螺栓，34、凹槽、键槽。
作为优选，所述的磁极(7)为环形的永磁环，永磁环的磁特性是外径面统一为N极或者是S极。
作为优选，所述的磁极(7)是由至少用两个永磁材料拼接而成的环形永磁(7)，环形永磁(7)的磁场的磁特性是拼接的永磁体按照NSNSNS环向充磁的磁特性排列拼接。
作为优选，所述两端盖(3)的里端面与永磁环(7)相对的位置上，设置嵌入有与永磁环(7)径向相同的永磁环(35)。使所述永磁环(7)与永磁环(35)可利用同极性相斥原理形成磁悬浮，同时消除永磁环(7)对端盖(3)的磁吸力，也可限制所述轮环(63)向两端移动，并且可利用永磁环(7)与永磁环(35)同极性相斥原理的磁斥力提高电机效率。
所述的端盖(3)，端盖(3)是开敞式的，端盖(3)中心处的轴承座架(31)与端盖外围环体彼此之间设置有支撑挡(32)支撑相连。撑挡(32)对进、出两端的流介有整流作用。
所述的端盖(3)是开敞式的，所述的固定轴(6)与端盖(3)彼此之间设置用支撑挡(32)支撑相连。
所述的端盖(3)，由轴承座(31)经撑挡(32)体里至端盖的外径面处设置有油道孔。
所述的桨毂转轴或者是固定轴(6)上设置有油道，使两端盖(3)、撑挡(32)上的油道经桨毂转轴或者是固定轴上的油道彼此衔接连通。
作为优选，为保护永磁环(7)，所述的永磁环(7)嵌入轮环(63)体内，或者永磁环外设置有一层保护罩壳。
作为优选，所述的轴承(8)优先选择的是磁悬浮轴承。
注：本发明的永磁电机在设计时，永磁环(7)对定子铁芯(11)的磁吸力应要大于或者等于永磁环(7)对永磁环(35)和磁悬浮轴承(8)的总和磁斥力，由于磁吸力大于或者等于磁斥力，因此，在装配过程中，如果没有外力的施加，电机的转子组相对于定子组是不会运转的，当绕组、导体(12)通电时，载流导体(12)与永磁环(7)产生磁动势才会运转。本发明的永磁电机技术；如果轴承(8)采用的是磁悬浮轴承或者是水润滑轴承，那么，密封件油封(9)以及油道孔都可以省略。
与现有技术上的外传递式的螺旋桨比较，如国内201110263185.1专利号技术的无轴螺旋桨推进器、201320221753.6专利号技术的螺旋桨及国际检索EP1739007A1专利号技术设计，其轴承和密封件的设计位置在叶梢圆上远离轴心线，由于轴承和密封件的直径数据大，因此，在相同的转速下其线速度大摩擦系数也大。本发明的技术优点是；把轴承及密封件油封的设计位置设置于中心轴上，减少轴承和密封件油封摩擦地方的线速度，从而使轴承和密封件油封的寿命能得以持久。由于摩擦位置接近于轴中心位置摩擦系数少，尤其采用磁悬浮技术提高电机效率从而节能降耗。如采用201420068951.8或与201420068964.5申请号的直流无刷电机技术的定子电磁绕组，理论上，电机螺旋桨、扇的转速可达极高。由于可高速运转，可应用于飞行器上，如201310436296.7申请号设计的飞碟形飞行器上。也可以应用于201420156478.9申请号设计的船体上，可提高船舶尤其是军舰的时速。本发明的永磁电机推进技术，其倒顺换向只需把电源开关换转个向、调换永磁电机的电磁绕组的进、出端电路而使电机可倒转和顺转。使航行器可全电控制操作，与新能源技术整合在一起，对气候环境是可环保无污染排放。

Claims (10)

1.一种永磁电机推进技术，有转子组件、定子组件、永磁体，包括端盖、轴承及附件，其特征在于：所述电机的定子组件的机座(1)里的定子铁芯(11)里嵌有电磁绕组或者是直线导条(12)，所述定子铁芯(11)的内周或者说内径上设置有一管套密封件(2)，所述管套密封件(2)的两端嵌入两端端盖(3)，管套密封件(2)与两端盖(3)嵌入部分设置有密封件(4)，端盖(3)用螺栓固定与定子组件的机座(1)端面上，端盖(3)与机座(1)的彼此接合面上设置有密封件(5)，所述电机的转子组件的转轴(6)或者说是桨毂(61)上设置有螺旋桨叶或者是扇叶(62)，所述的螺旋桨叶或者扇叶(62)的叶梢圆上设置有轮环(63)，所述轮环(63)的内壁与螺旋桨叶或者扇叶(62)的叶梢彼此连接在一起成一体，所述轮环(63)的环体上设置有永磁材料的磁极(7)，所述转轴(6)或者说是桨毂(61)的两端经轴承(8)活络于两端盖(3)的轴承座架(31)上，轴承座架(31)与桨毂(61)彼此之间设置有密封件油封(9)。
2.一种永磁电机推进技术，有转子组件、定子组件、永磁体，包括端盖、轴承及附件，其特征在于：所述电机的定子组件的机座(1)里的定子铁芯(11)里嵌有电磁绕组或者是直线导条(12)，所述定子铁芯(11)的内周或者说内径上设置有一管套密封件(2)，所述管套密封件(2)的两端嵌入两端端盖(3)，管套密封件(2)与两端盖(3)嵌入部分设置有密封件(4)，端盖(3)用螺栓固定与定子组件的机座(1)端面上，端盖(3)与机座(1)的彼此接合面上设置有密封件(5)，所述端盖(3)的中心处设置有一固定轴(6)，所述固定轴(6)上设置有桨毂或者说扇毂(61)，所述桨毂(61)上设置有螺旋桨叶或者是扇叶(62)，所述的螺旋桨叶或者是扇叶(62)的叶梢圆上设置有轮环(63)，所述轮环(63)的内壁与螺旋桨叶或扇叶(62)的叶梢彼此连接在一起成一体，所述轮环(63)的环体上设置有永磁材料的磁极(7)，所述桨毂(61)与固定轴(6)彼此之间设置有轴承(8)支承活络及密封件油封(9)。
3.根据权利要求1、2所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述的磁极(7)为环形的永磁环，永磁环的磁特性是外径面统一为N极或者是S极。
4.根据权利要求1、2所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述的磁极(7)是由至少用两个永磁材料拼接而成的环形永磁(7)，环形永磁(7)的磁场的磁特性是拼接的永磁体按照NSNSNS环向充磁的磁特性排列拼接。
5.根据权利要求1、2所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述两端盖(3)的里端面与永磁环(7)相对的位置上，设置嵌入有与永磁环(7)径向相同的永磁环(35)。
6.根据权利要求1所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述的端盖(3)，端盖(3)是开敞式的，端盖(3)中心处的轴承座架(31)与端盖外围环体彼此之间设置有支撑挡(32)支撑相连。
7.根据权利要求2所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述的端盖(3)是开敞式的，所述的固定轴(6)与端盖(3)彼此之间设置用支撑挡(32)支撑相连。
8.根据权利要求1、2所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述的端盖(3)，由轴承座(31)经撑挡(32)体里至端盖的外径面处设置有油道孔。
9.根据权利要求1、2所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：所述的桨毂转轴或者是固定轴(6)上设置有油道，使两端盖(3)、撑挡(32)上的油道经桨毂转轴或者是固定轴上的油道彼此衔接连通。
10.根据权利要求1、2、3、4所述的一种永磁电机推进技术，其特征在于：为保护永磁环(7)，所述的永磁环(7)嵌入轮环(63)体内，或者永磁环外设置有一层保护罩壳。
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