CN110920911A - 一种具有自循环液冷结构的高效散热飞行器电机座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自循环液冷结构的高效散热飞行器电机座，包括散热鳍片、电机座、流道、水泵、电机、电调和螺旋桨。所述流道设置于电机座内侧，所述流道为自封闭式结构；所述电机固定于电机座上，螺旋桨设置于电机上方；所述散热鳍片固定于电机座的两个外侧面，所述水泵、电调固定于电机座内部，所述水泵与流道连接，所述电机、散热鳍片、电调均与流道接触；所述电调与电机连接。本发明的飞行器电机座可以显著提高飞行器电机和电调的散热效率，降低电机和电调电路的内部温度，增加飞行器动力冗余，提高飞行的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及了一种具有自循环液冷结构的高效散热飞行器电机座。
背景技术
近年来，随着无人飞行器技术的不断发展和成熟，无人飞行器，尤其是多旋翼飞行器被广泛应用于各行各业，从消费级到工业级，从航拍到物流运输等等。受制于当前总体的技术发展水平，特别是锂电池技术的制约下，飞行器的推重比始终难以提高，导致动力系统长期处于较高的负荷状态，电机和电调的工作温度也随之上升。而高温条件往往不利于飞行器动力系统工作，甚至可能导致其中的部分电子元器件损坏，从而带来安全隐患。
目前市场上成熟的飞行器产品，其电机和电调的散热方式主要是通过空气对流来实现，但是出于防水、防尘等因素的考虑，部分位置无法得到很强的空气对流，如电调内部的电容和MOS管等，而这些位置通常是产生热量最多的地方。因此，设计一种高效的散热方案，有针对性地提高飞行器动力系统重点部位散热能力，对于飞行器具有重要意义，不仅可以提高飞行器运行的安全性，同时也提高了飞行器的动力裕度，提升动力性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种具有自循环液冷结构的高效散热飞行器电机座，利用冷却液的循环流动将电机和电调产生的热量迅速带到电机座外表面，通过散热鳍片散失到空气中，大大提高了电机和电调的散热效率，降低核心部位的温度。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种具有自循环液冷结构的高效散热飞行器电机座，包括散热鳍片、电机座、流道、水泵、电机、电调和螺旋桨。所述流道设置于电机座内侧，所述流道为自封闭式结构；所述电机固定于电机座上，螺旋桨设置于电机上方；所述散热鳍片固定于电机座的两个外侧面，所述水泵、电调固定于电机座内部，所述水泵与流道连接，所述电机、散热鳍片、电调均与流道接触；所述电调与电机连接。
进一步地，所述散热鳍片位于螺旋桨旋转面的下方，其排列方向与螺旋桨的气流流向一致。
进一步地，所述散热鳍片为铜或铝材料。
进一步地，设置于固定电机座两个侧面上的流道呈蛇形结构。
进一步地，所述飞行器电机座与飞行器的机臂连接。
进一步地，所述电调的输入端与飞行器连接，电调的输出端与电机相连。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：在流道中使用冷却液将飞行器动力系统主要产热部位的热量高效地传递到电机座表面，利用散热鳍片增大与空气的接触面积，再利用螺旋桨产生的气流增强电机座表面的空气对流，最终实现了飞行器电机和电调的高效散热，降低动力系统温度，提高飞行器动力裕度和稳定性、安全性。
附图说明
图1是本发明一种高效散热的飞行器电机座的结构框图；
图2是本发明一种高效散热的飞行器电机座的示意图。
其中，1-散热鳍片，2-电机座，3-流道，4-水泵，5-电机，6-电调。
具体实施方式
下面通过附图进一步描述本发明的技术方案。
如图1,2所示，为本发明一种高效散热的飞行器电机座的示意图，该飞行器电机座包括散热鳍片1、电机座2、流道3、水泵4、电机5、电调6和螺旋桨。所述流道3设置于电机座2内侧，所述流道3为自封闭式结构，用于冷却液的循环流动，对电机座2进行散热，且这样设置流道3，使得电机座2不需要额外配备水箱，减轻电机座的重量。本领域技术人员可采用去离子水或者具有更低凝固点和更高沸点的专用冷却液作为冷却液。所述电机5固定于电机座2上，螺旋桨设置于电机上方，螺旋桨产生的气流能够增强电机座2表面的空气对流。所述散热鳍片1固定于电机座2的两个外侧面，用于增加电机座2与空气的接触面积；所述水泵4、电调6固定于电机座2内部，这里以电机座2作为电调6的外壳，省去了传统电调的外壳部分，更紧凑的结构可以进一步降低电机座2整体的重量。同时，该结构增大了电机5、电调6与电机座2的接触面积，提高了导热效率。所述水泵4与流道3连接，水泵4用于驱动流道3内的冷却液循环流动。所述电机5、散热鳍片1、电调6均与流道3接触，使得流道3中的冷却液流经电调6、电机5以及散热鳍片1所在位置表面时，与该部分结构充分接触，将电机5和电调6产生的热量带走，并通过散热鳍片1降低冷却液的温度，防止冷却液流入水泵4时温度过高。同时需要注意的是：流道3集成于电机座内部，需要避开电机5、电调6以及电机座2本身的安装孔位。，所述飞行器电机座与飞行器的机臂连接。电调6的输入端通过电源母线和信号线与飞行器连接，电调6的输出端与电机5通过三项电缆连接相连。所述电机座(2)和飞行器主体通过对应的机臂连接。
所述散热鳍片1位于螺旋桨旋转面的下方，其排列方向与螺旋桨的气流流向一致，提高散热鳍片表面的空气流速，以更快速地带走热量。所述散热鳍片1为铜或铝导热性较好的材料，确保电调6产生的热量可以快速地传导到散热鳍片1的表面。
设置于固定电机座2两个侧面上的流道3呈蛇形结构，增大流道3与散热鳍片1的接触面积，充分地把流道3内部冷却液的热量传导给散热鳍片1。
本发明的工作过程如下：在飞行器飞行的过程中，飞行器通过电源母线和信号线给电调6提供电能和控制信号，电调6通过三项电缆驱动电机5旋转，从而带动螺旋桨旋转。在此过程中，电调6和电机5产生大量的热量。同时，水泵4工作，推动流道3内的冷却液循环流动。冷却液经过电调6、电机5的安装位置，吸收热量，温度升高；随后经过散热鳍片1，将热量传导给温度较低的散热鳍片1，温度降低。螺旋桨产生的气流经过散热鳍片1，带走热量，从而降低飞行器系统的温度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有自循环液冷结构的高效散热飞行器电机座，其特征在于：包括散热鳍片(1)、电机座(2)、流道(3)、水泵(4)、电机(5)、电调(6)和螺旋桨。所述流道(3)设置于电机座(2)内侧，所述流道(3)为自封闭式结构；所述电机(5)固定于电机座(2)上，螺旋桨设置于电机上方；所述散热鳍片(1)固定于电机座(2)的两个外侧面，所述水泵(4)、电调(6)固定于电机座(2)内部，所述水泵(4)与流道(3)连接，所述电机(5)、散热鳍片(1)、电调(6)均与流道(3)接触；所述电调(6)与电机(5)连接。
2.根据权利要求1所述高效散热飞行器电机座，其特征在于，所述散热鳍片(1)位于螺旋桨旋转面的下方，其排列方向与螺旋桨的气流流向一致。
3.根据权利要求1所述高效散热飞行器电机座，其特征在于，所述散热鳍片(1)为铜或铝材料。
4.根据权利要求1所述高效散热飞行器电机座，其特征在于，设置于固定电机座(2)两个侧面上的流道(3)呈蛇形结构。
5.根据权利要求1所述高效散热飞行器电机座，其特征在于，所述飞行器电机座与飞行器的机臂连接。
6.根据权利要求1所述高效散热飞行器电机座，其特征在于，所述电调(6)的输入端与飞行器连接，电调(6)的输出端与电机(5)相连。
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