CN112671173A - 用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统和方法。该系统包括：第一储存腔，用于容纳携带热量的冷却液；内驱动轴，与第一储存腔贯通，用于接收来自第一储存腔的携带热量的冷却液并将其输送至远端以供冷却；外驱动轴，与内驱动轴耦合，用于接收来自内驱动轴的所述经冷却的冷却液；第二储存腔，与外驱动轴贯通，用于容纳经冷却的冷却液；中空铜管，与第一储存腔和第二储存腔贯通，用于容纳来自第二储存腔的经冷却的冷却液以对内转子无刷电机进行冷却并将携带热量的冷却液输送回第一储存腔；以及电机转动机构，用于为上述组件提供动力，包括：内部转子和外部定子。本申请还提供了相应的循环冷却方法。

Description

用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统和方法

技术领域

本申请涉及无人艇动力装置的循环冷却领域，更具体地，涉及无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统和方法。

背景技术

电动机（简称电机）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框），从而形成磁电动力旋转扭矩。电动机按照使用电源的不同，可被分为直流电动机和交流电动机。电力系统中的电动机大部分是交流电动机，其可以是同步电机或者是异步电机。

由于各种损耗的存在，电动机在使用过程中主体温度会不断升高，如果不能对其进行很好地冷却，则会严重影响电动机的使用寿命。高压电动机的功率一般都较大，其损耗功率的绝对值也就大。为了能够正常使用并延长电动机的使用寿命，及时对其进行冷却就显得尤为重要。

对于封闭式电动机（即，电动机和压缩机被安装在同一外壳内）而言，空气在机壳内的流动与开启式电动机（即，机壳未全封闭，机身、前后端盖都留有散热孔，无散热风扇，自冷）是比较类似的。封闭式电动机与开启式电动机的冷却方式的最大差异之处在于，对封闭式电动机进行冷却时需要将机壳内的热空气与外界的冷介质进行换热。本领域最常用的冷却介质通常是空气，其次是水。

当使用空气作为冷却介质时，通常用与电动机同轴的外风扇来产生风压驱动外界空气；当使用水作为冷却介质时，则需要专用水泵来驱动循环冷媒水在冷却水箱中循环，以便对机壳内的热空气进行冷却。但这种冷却装置在使用的时候，需要额外增加一个外置的循环冷却系统。这对于空间不受限的系统来说，可能并非限制因素，但对于船、艇等空间比较局限的装置来说，这种外置循环冷却系统一般在空间安装上处于劣势。因为其过于占用空间，并且冷却效果也差强人意，因此往往无法实现预定的冷却效果。尤其对于无人艇这种具有狭小密闭空间的设备来说，在其中使用的是内置电动机，则冷却效果会更加差。

对于开启式电动机而言，一般来说，环境空气会直接进入电动机内部进行冷却，冷空气将电动机热量直接带走并排出到周围的环境中。空气在电动机内部的行走路线主要有两种。

第一种是轴向，冷空气从电动机一端进入，从另外一端排出。因为只需要在一端安装风扇，因此能够安装较大直径的风扇，冷却效果比较好，铁芯结构也比较紧凑。但这种冷却方式的缺点是通风损耗较大，沿电动机轴向的温度分布不均匀，一般常用于容量较小的电动机。

第二种是径向，这需要安装很多导热片，以增大散热面积。然后冷空气从两端进入，从铁芯的径向通风道排出。这种冷却方式的缺点是因两端均要装风扇，因此只能安装外径小于转子直径的风扇。

电动机按其工作电源种类可划分为直流电机和交流电机，其中直流电动机按结构及工作原理可划分为无刷直流电动机（简称无刷电机）和有刷直流电动机两种。

无刷电机是水面无人艇最常见的动力装置之一。其中常见的分为外转子无刷电机和内转子无刷电机两种类型。顾名思义，内转子无刷电机指代电机的工作转动部分被设计在内侧，静态部分被设计在外侧。进而可以理解，外转子无刷电机指代电机的转动部分被设计在外侧，而静态部分被设计在内侧。

无刷电机在工作期间，由于电流通过电机线圈，线圈存在电阻，期间会释放大量的热量。这些热量若不能被及时释放，则无刷电机将可能因为过热而导致损坏。目前在水面无人艇上，已经普遍采用了“电机水冷壳”进行冷却。其原理是在抽吸作用下，将无人艇周围的水体从艇外抽吸并导入到水冷壳中，通过水作为介质源源不断地带走电机产生的热量，从而对电机进行冷却。

然而，上述方式在实际使用中，却存在多种问题。最常见的问题在于：外部水体中掺杂的杂物，诸如但不限于，水草、尼龙绳等丝状垃圾，甚至塑料布等，极易堵塞进水口，从而导致“电机水冷壳”的水冷作用失效。而无人艇相对体积较小，进水口也相应非常小，利用水冷来对电机进行冷却极易造成进水口堵塞，导致水冷失效。

例如，授权公告号为CN211744211U的中国实用新型专利公开了一种便于散热的定子电机，其特征在于定子、风扇和散热结构，风扇安装于定子上，所述的散热结构设置于定子上，且用螺栓固定，而且所述的散热结构还包括外圈、内圈和散热翅片。此种结构类似于传统的风扇散热，把传统的外置的风扇内置于定子上，但是此种结构的散热效率依然低下，还受制于环境的制约，无法在像无人艇这种具有密闭小空间内进行工作。

例如，授权公告号为CN211701698U的中国实用新型专利公开了一种利用导热片和散热风扇进行散热的装置。该装置利用导热片将热量传导出来，再由散热扇将传导出来的热量，散导到外部以达到散热效果。但此种散热结构在实际工作中的散热效果并不理想，无法达到预期的散热效果。并且由于采用风扇散热，受到一定的工作环境的制约。

因此，直到今天，针对体积较小的无人艇，尚未存在除了“电机水冷壳”以外的其它冷却手段。该手段既能规避水中杂物堵塞冷却水进水口的问题，又能实现良好的冷却效果。

因此，本领域对于用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统存在很大的需求。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更加详细的描述之序。

基于本领域中对于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统的需求，我们提出了一种完全不同于现有技术的新型冷却系统。该冷却系统特点在于，利用驱动轴内部的冷却液将电机内部产生的热量导出，利用导热性能良好的金属材质驱动轴将热量传输给周围水体等冷却介质。故此，无人艇内部与外部冷却介质，仅仅存在能量交换而没有物质（冷介质）交换，无需外部冷却介质（水体、空气）导入艇内也可以完成散热。从而从根本上消除了水中杂物对无人艇电机冷却性能的威胁，进而大幅度提升无人艇动力系统的可靠性。

该系统完全基于无刷电机内部结构，不添加任何额外装置，并且不受外部环境的影响，因此该冷却系统具有很高的工作效率和极大的灵活性，并且降低了附加部件的成本和不安全因素。

具体地，根据本申请的第一方面，本申请提供了一种用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统，该系统包括：

第一储存腔，用于容纳携带热量的冷却液；

内驱动轴，与第一储存腔贯通，用于接收来自第一储存腔的携带热量的冷却液并将其输送至远端以供冷却；

外驱动轴，与内驱动轴耦合，用于接收来自内驱动轴的经冷却的冷却液；

第二储存腔，与外驱动轴贯通，用于容纳经冷却的冷却液；

中空铜管，与第一储存腔和第二储存腔贯通，用于容纳来自第二储存腔的经冷却的冷却液以对内转子无刷电机进行冷却并将携带热量的冷却液输送回第一储存腔；以及

电机转动机构，用于为上述组件提供动力，包括：内部转子和外部定子。

根据本申请的优选实施例，外驱动轴具有反向内螺纹，而内驱动轴具有正向内螺纹，由此两者相互嵌套在一起并在周向方向上具有均匀的壁厚。

根据本申请的优选实施例，无刷电机的底端具有端盖，该端盖上具有三爪支架和轴承，轴承被固定至三爪支架，以确保外驱动轴和内驱动轴具有高度同轴性。

根据本申请的优选实施例，外驱动轴和内驱动轴与内部转子成为一体。

据该装置的一变型，外驱动轴通过金属3D打印与转子形成一个整体，并且内驱动轴在保持与外驱动轴高度的同轴度的时候，也与通过金属3D打印与转子连接在一起。通过在转子的转动，提供动力，从而中空外驱动轴与中空内驱动轴跟随着转子的转动而转动。

根据该装置的一变型，中空外驱动轴与定子之间用轴承相连接，固定定子与内驱动轴之间的相互位置。

根据本申请的优选实施例，中空铜管与绕在外部定子内壁的励磁绕组紧密耦合以对内转子无刷电机进行冷却。

根据本申请的优选实施例，内驱动轴和外驱动轴的远端被浸没到外部冷却介质中。

根据本申请的优选实施例，中空铜管是通过开口与第一储存腔和第二储存腔贯通的。

根据本申请的优选实施例，内驱动轴通过开口与第一储存腔贯通，而外驱动轴通过开口与第二储存腔贯通。

根据本申请的优选实施例，内驱动轴与第一储存腔的贯通以及外驱动轴与第二储存腔贯通是通过在壁上轴向打孔来实现的。例如，内驱动轴与第一储存腔的贯通是通过在内驱动轴所述第一储存腔内的部分，沿轴向开1个长5mm宽8mm的孔来实现的，而外驱动轴与第二储存腔贯通是通过在外驱动轴经过第二储存腔内的部分，沿轴向开1个长4mm宽6mm的孔来实现的。

根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种用于对无人艇内转子无刷电机进行循环冷却的方法，包括以下步骤：

S1：存储在第一储存腔中的携带热量的冷却液被内驱动轴抽出；

S2：携带热量的冷却液经由内驱动轴流至远端以进行冷却；

S3：经冷却的冷却液由外驱动轴流回至第二储存腔；

S4：经冷却的冷却液从第二储存腔进入中空铜管；以及

S5：经冷却的冷却液在中空铜管中流动以对无刷电机进行冷却并返回第一储存腔。

本发明的循环散热系统籍由冷却液在装置内部的循环流动，带动电机产生的热量逐步传导到外界。在转子转动时，内驱动轴和转子内部上的正向螺纹提供驱动动力带动冷却液由底部向上部流动，将电机工作状态下产生的热量传送到外部散去，相对于安装在外部的散热装置，此装置的散热效率大大提升，也不需要任何的外部的装置配合。并且，由转子带动驱动轴来转动，通过使驱动轴内部螺纹旋转带动冷却液的流动。这种一体化的结构，使得驱动轴与转子的转动具有一致性，增加了整体工作的效率。冷却液被传递到驱动轴的外侧伸出的远端部分，由于远端部分的轴与冷水等冷却介质相接触，具有一定的温度差，将带出来的热量散发掉。

为能达成前述及相关目的，这一个或多个方面包括在下文中充分描述并在所附权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方面的某些解说性特征。但是，这些特征仅仅是指示了可采用各种方面的原理的各种方式中的若干种，并且本描述旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。

附图说明

为了能详细理解本申请的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本申请的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。

在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统的结构示意图；

图2示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统在工作状态下冷却液的来流方向示意图，其中具体示出了循环冷却系统的各个组件；

图3示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统的组合驱动轴的局部视图；

图4示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统的外部定子结构部分的剖视图；

图5示出了根据本申请的实施例的循环冷却方法的流程图；以及

图6示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统在工作状态下的温度测试的曲线图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合示例性实施例，并参考附图来对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所描述的示例性实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的至少部分细节的情况下实践所描述的实施例。在一些示例性实施例中，简化或省略了对公知的结构、方法步骤和技术手段等的描述，以免混淆本申请构思的新颖性和创造性方面。

需要注意，尽管附图中示出了本申请的示例性实施例，但本领域技术人员应当能够领会，可按照与所描述的示例性实施例等同的各种形式及变体来实现各实施例，而毋需受到所描述的示例性实施例的限制。换言之，提供这些示例性实施例只是为了使本领域技术人员能够更透彻地理解本申请构思，以及相应地将本申请的范围完整地传达给本领域技术人员和公众。

还需要注意，除非另有说明，否则本申请所使用的技术术语或者科学术语应具有本领域技术人员所普遍理解的意义和含义。在本申请的上下文中，当所使用的技术术语或者科学术语与前述普遍理解的意义和含义确有偏差时，以本申请为准。

还应当领会，贯穿本申请文本，当提及“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等方位词时，其旨在描述相关组件在相应附图中相对于彼此的布置和取向，而并不旨在构成对相关组件的布置和取向的限制。

参照图1，其中示出了根据本申请的实施例的用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统的结构示意图。如图1中所示，该循环冷却系统主要分为外部定子结构部分、内部转子结构部分、底端端盖和三爪支架。

图2示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统在工作状态下冷却液的来流方向示意图，其中具体示出了循环冷却系统的各个组件。

如图所示，该循环冷却系统包括外驱动轴101、内驱动轴102、转子103、轴承104、第一储存腔106、第二储存腔105、轴承107、转子铁芯108、中空铜管109、定子110、励磁绕组111、轴承112、轴承113、底端端盖114以及三爪支架115。

其中外部定子结构部分主要包括：定子110、轴承104、第二储存腔105、轴承107、第一储存腔106、轴承112、中空铜管109和励磁绕组111组成，且中空铜管109绕在励磁绕组111内部，而励磁绕组胶在定子外壳内部，轴承104、轴承107、轴承112和各部分装配如图2所示。

内部转子结构部分主要包括：转子103、外驱动轴101、内驱动轴102、永磁体磁极（图中未示出）和转子铁芯108组成，且内驱动轴102内嵌套在外驱动轴101内部，所形成的组合去掉轴与转子铁芯108由3D金属打印，形成一体，永磁体磁极固定在转子铁芯108外部。

在本申请的优选实施例中，转子铁芯108的中间具有直径5mm带螺纹的内孔。内驱动轴102被嵌套在外驱动轴101里面，故两者的内部空间是相互贯通的。外部定子结构部分的第二储存腔105和外驱动轴101的贯通是通过在外驱动轴101在经过第二储存腔105内的部分，沿轴向开1个长4mm宽6mm的孔来实现的。第一储存腔106与内驱动轴102的贯通是经由外驱动轴、通过内驱动轴102在经过第一储存腔106内的部分，沿轴向开1个长5mm宽8mm的孔来实现的。

当然，如本领域技术人员所能领会的，上述尺寸的孔仅仅是示意性的。本领域技术人员能够根据无刷电机的不同尺寸来选择合适的孔径尺寸。这些都落在本申请的范围之内。并且，两个孔的位置可以相同，也可以不同，这完全能够根据实际需要进行设定，并上述变型也完全落在本申请的范围之内。

除了内部转子结构部分和外部定子结构部分以外，根据本申请的实施例，循环冷却系统还包括底端端盖，端盖上具有三爪支架和轴承112，轴承112被固定至三爪支架，以确保外驱动轴101和内驱动轴102具有高度与内部转子103的高度同轴性。

外驱动轴101与定子110是通过轴承104和轴承107相联结在一起。定子110通过底端端盖114进行螺纹配合，从而使整个电机密封起来。

中空铜管109要被绕进励磁绕组111之中。第一储存腔106和中空铜管109的连接，是在第一储存腔106的下壁上，开一小口，使得中空铜管109可以和第一储存腔106连接在一起，而最终中空铜管109将连接到电机内腔中。第二储存腔105和中空铜管109的连接，也是在第二储存腔105的下壁上，开一小口，使得中空铜管109可以和第二储存腔105连接在一起。为保证转子103的高度同轴性，在底端端盖114上增加一个三爪支架115，三爪支架115和转子103之间由轴承113进行连接且轴承113固定在三爪支架115上。外驱动轴101与定子110是通过轴承104、轴承107和轴承112相联结在一起。定子110通过底端端盖114进行螺纹配合，从而使整个电机密封起来。

如本领域技术人员所领会的，上述连接方式仅是示意性的，并不会限定本申请的范围。本领域技术人员熟知各种定子结构内部的连接方式，并且上述方式都包括在本申请的范围之内。

如图2中所示，存储在第一储存腔106中的携带热量的冷却液经由内驱动轴102被输送到远端以进行冷却。经冷却后的冷却液经由外驱动轴进入到第二储存腔105，经由第二储存腔105与中空铜管109上的开口进入到中空铜管109。因为中空铜管被绕到励磁绕组111中，因此能够大面积地对励磁绕组111进行冷却。冷却以后，携带热量的冷却液流入到第一储存腔106中，从而完成一次循环冷却。

图3示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统的组合驱动轴的局部视图。

在本申请的实施例中，组合驱动轴是由外驱动轴101和内驱动轴102以内外嵌套的形式，进行组合在一起的，并且具有均匀的壁厚。另外，外驱动轴101和内驱动轴102的内表面均有螺纹，其中外驱动轴101内部是反向螺纹，而内驱动轴102内部是正向螺纹。螺纹的作用是以便在电机内部转子103带动下，提供冷却液向外输出的动力以及可以提供更大的接触面，增大散热面积。

在本申请的实施例中，外驱动轴101和内驱动轴102的材质可以是各种金属、合金，取决于工作环境对材质的要求。外驱动轴101和内驱动轴102的内部螺纹参考图2中示出的组合驱动轴的局部剖视图。

图4示出了根据本申请的实施例的循环冷却系统的外部定子结构部分的剖视图。

如图所示，外部定子结构部分主要包括：定子110（图中未示出）、轴承104、第二储存腔105、轴承107、第一储存腔106、轴承112（图中未示出）、中空铜管109和励磁绕组111。并且，中空铜管109绕在励磁绕组111内部，而励磁绕组胶封在定子外壳内部，轴承104、轴承107、轴承112和各部分装配如图2所示。

图5示出了根据本申请的实施例的循环冷却方法的流程图。

在正常工作下，电机通电，电机内部的转子103带动外驱动轴101和内驱动轴102转动进行高速旋转，此时通过内部螺纹的相互配合可以提供将冷却液循环起来的动力。

冷却液经由带内部螺纹的驱动轴进行高速旋转，从而将电机内部的携带热量的冷却液由第一储存腔106抽吸出来。经过内驱动轴102的内部螺纹进行导向，由里向外，被传送到外驱动轴101被浸入到外部冷却介质中的部分，进行冷却。

冷却液经过冷却之后，再由外驱动轴101将经冷却的冷却液输送到第二储存腔105。经由此处，温度较低的冷却液，开始流向内置在励磁绕组111中的中空铜管109，在此处对产生热量的电机进行冷却。由于中空铜管109是环绕在定子内部，从而增大了散热的面积，提升了散热的效率。当携带热量的冷却液回到第一储存腔106后，形成一个循环，从而在整体上构成了一个基于电机内部的内循环的散热结构。

通过采用这种方式对内转子无刷电机进行冷却，就能将电机温度控制在一个合理的范围内，从而保证电机长时间持续稳定的工作。

图6示出了根据本申请的实施例的在工作状态下的温度测试的曲线图。

在无人船上采用24V、功率为77W、转速为4000r/min的内转子无刷电机，将电机在船上固定牢靠，将电机输出轴与船外壳，接触处做好水密；同时在电机外壳上装置一个温度传感器，以便记录电机的实时温度情况。

通电后，在河中测试20分钟，每2分钟记录一次温度，共测试三次，并实时监控电机温度情况，防止电机温度出现异常，以便救援。所得实验结果如图6所示。

以下结合上述附图来进一步描述根据本申请的无刷电机内转子循环冷却系统的工作原理。

在外部定子110和内部转子103被正确装配后，拧上底端端盖114，并使三爪支架115和轴承113与转子铁芯108处于正常装配状态。然后进行通电，电机转动，循环冷却系统开始工作。

内部转子103开始转动后，由于和组合驱动轴101、102是一体的，带动组合驱动轴开始转动。此刻，第一储存腔106内部的携带热量的冷却液在转子铁芯108及内驱动轴102内部的正向螺纹的高速旋转形成的吸引力下，温度较高的冷却液流向轴的远端，直至流到轴的最远处。内驱动轴102最远端的部分是被浸没在诸如水之类的外部冷却介质中的。由于轴内流动的冷却液和水有较大的温度差，冷却液所携带的热量可以通过轴作为介质，被传递到外部冷却介质中，从而达到冷却的效果。

当冷却液被冷却后，在外驱动轴101内部的反向螺纹的高速旋转形成的吸引力下，流向了电机内部，先到达第二储存腔105，经第二储存腔105进入到中空铜管109，在此处将电机励磁绕组111产生的热量被传递到冷却液中，然后冷却液携带热量流到第一储存腔106，从而完成了一次电机的冷却。

重复以上操作。冷却液再次吸收热量，被传送到内驱动轴102的最外端，周而复始地对无刷电机进行冷却。

采用本申请的实施例的用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统，具有以下优势：

第一，完全避免了水中杂物对循环冷却系统的影响，提高了循环冷却系统的可靠性；

第二，不必添加任何外置冷却装置或设备，极大地降低了制造成本，并且提高了系统可靠性；以及

第三，完全基于现有电机的内部结构，节省了内部空间，尤其适合于空间受限型电机的冷却。

参照可执行本文所描述的动作或功能的一个或多个组件以及一种或多种方法描绘了诸方面。在一方面，本文使用的术语“组件”、“部件” 可以是构成系统的诸部分之一，可以是硬件或软件或其某种组合，并且可以被划分成其他组件。尽管以下在图中所描述的操作以特定次序呈现和/或如由示例组件执行，但应理解这些动作的次序以及执行动作的组件可取决于实现而变化。此外，应当理解，以下动作或功能可由专门编程的处理器、执行专门编程的软件或计算机可读介质的处理器、或由能够执行所描述的动作或功能的硬件组件和/或软件组件的任何其他组合来执行。

应该理解，所公开的方法中各步骤的具体次序或阶层是示例性过程的解说。基于设计偏好，应该理解，可以重新编排本文描述的方法或方法体系中各步骤的具体次序或阶层。所附方法权利要求以样本次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或阶层，除非在本文中有特别叙述。

提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所述的各种方面。对这些方面的各种改动将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示出的各方面，而是应被授予与权利要求的语言相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述并非旨在表示“有且仅有一个”（除非特别如此声明）而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。引述一列项目中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在涵盖：至少一个a；至少一个b；至少一个c；至少一个a和至少一个b；至少一个a和至少一个c；至少一个b和至少一个c；以及至少一个a、至少一个b和至少一个c。本公开通篇描述的各种方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众，无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。

Claims (10)

1.一种用于无人艇内转子无刷电机的循环冷却系统，包括：

第一储存腔，用于容纳携带热量的冷却液；

内驱动轴，与所述第一储存腔贯通，用于接收来自所述第一储存腔的携带热量的冷却液并将其输送至远端以供冷却；

外驱动轴，与所述内驱动轴耦合，用于接收来自所述内驱动轴的经冷却的冷却液；

第二储存腔，与所述外驱动轴贯通，用于容纳所述经冷却的冷却液；

中空铜管，与所述第一储存腔和所述第二储存腔贯通，用于容纳来自所述第二储存腔的经冷却的冷却液以对所述内转子无刷电机进行冷却并将所述携带热量的冷却液输送回所述第一储存腔；以及

电机转动机构，用于为上述组件提供动力，包括：内部转子和外部定子。

2.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述外驱动轴具有反向内螺纹，而所述内驱动轴具有正向内螺纹，由此两者相互嵌套在一起并在周向方向上具有均匀的壁厚。

3.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述无刷电机的底端具有端盖，所述端盖上具有三爪支架和轴承，所述轴承被固定至所述三爪支架，以确保所述外驱动轴和所述内驱动轴具有高度同轴性。

4.如权利要求1到3中任一项所述的循环冷却系统，其特征在于，所述外驱动轴和所述内驱动轴与所述内部转子成为一体。

5.如权利要求1到3中任一项所述的循环冷却系统，其特征在于，所述中空铜管与绕在所述外部定子内壁的励磁绕组紧密耦合以对所述内转子无刷电机进行冷却。

6.如权利要求1到3中任一项所述的循环冷却系统，其特征在于，所述内驱动轴和所述外驱动轴的远端被浸没到外部冷却介质中。

7.如权利要求1到3中任一项所述的循环冷却系统，其特征在于，所述中空铜管是通过开口与所述第一储存腔和所述第二储存腔贯通的。

8.如权利要求1到3中任一项所述的循环冷却系统，其特征在于，所述内驱动轴经由所述外驱动轴通过开口与所述第一储存腔贯通，而所述外驱动轴通过开口与所述第二储存腔贯通。

9.如权利要求8所述的循环冷却系统，其特征在于，所述内驱动轴与所述第一储存腔的贯通以及所述外驱动轴与所述第二储存腔的贯通是通过在壁上轴向打孔来实现的。

10.一种使用如权利要求1到9中任一项所述的循环冷却系统对无人艇内转子无刷电机进行循环冷却的方法，包括以下步骤：

S1：存储在所述第一储存腔中的携带热量的冷却液被所述内驱动轴抽出；

S2：所述携带热量的冷却液经由所述内驱动轴流至远端以进行冷却；

S3：经冷却的冷却液由所述外驱动轴流回至所述第二储存腔；

S4：经冷却的冷却液从所述第二储存腔进入所述中空铜管；以及

S5：所述经冷却的冷却液在所述中空铜管中流动以对所述无刷电机进行冷却并返回所述第一储存腔。

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