CN113839521A - 一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，包括：电机外转子，所述电机外转子的外侧面直接连接有金属叶片；电机内定子，所述电机内定子的内侧设置有中心轴，所述电机内定子的外侧设置有线圈，所述电机外转子的内部设计有甩油导叶，且甩油导叶等角度设置在金属叶片的外侧，所述甩油导叶的内侧设置有绝缘冷却液，所述电机内定子的中心线与中心轴的中心线重合。该无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，提高航空高功率电机的防护水平，提高环境适应性，散热采用半液冷方式，提升散热能力，有利于提升电机的功率密度，不采用外部散热器，利用高导热金属材料风扇作为散热面降低系统的复杂程度。

Description

一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统
技术领域
本发明涉及电机相关技术领域，具体为一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统。
背景技术
电动航空推进系统通常采用外转子电机、空气冷却方案，但是该方案必然导致电机的防护等级降低，在风沙、雨天，腐蚀液体如农药等环境下飞行会大大的降低电机安全性和寿命，为了解决以上问题，国内外的很多研究机构进行了全封闭式液冷式电机的研究，可以提升功率密度，但是同时需要添加液体冷却循环，这会大大提高系统的复杂程度和重量，散热效果较差，不利于提升电机的功率密度，采用外部散热器，因此，我们提出一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，具有提高航空高功率电机的防护水平，提高环境适应性，散热采用半液冷方式，提升散热能力，有利于提升电机的功率密度，不采用外部散热器，利用高导热金属材料风扇作为散热面降低系统的复杂程度的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，包括：
电机外转子，所述电机外转子的外侧面直接连接有金属叶片；
电机内定子，所述电机内定子的内侧设置有中心轴，所述电机内定子的外侧设置有线圈。
优选的，所述电机外转子的内部设计有甩油导叶，且甩油导叶等角度设置在金属叶片的外侧。
优选的，所述甩油导叶的内侧设置有绝缘冷却液。
优选的，所述电机内定子的中心线与中心轴的中心线重合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，提高航空高功率电机的防护水平，提高环境适应性，散热采用半液冷方式，提升散热能力，有利于提升电机的功率密度，不采用外部散热器，利用高导热金属材料风扇作为散热面降低系统的复杂程度；
1.线圈的生热快速的传递到电机外转子上，然后由金属叶片散热，金属叶片由于散热面积很大，可以充当散热器的作用；
2.利用绝缘冷却液和金属叶片散热，大大提升了推进电机的散热能力，并简化了系统重量和负责程度，同时提升了系统环境适应性，对拓展电动航空的应用领域有积极意义。
附图说明
图1为本发明推进系统总体方案；
图2为本发明金属叶片侧视结构示意图；
图3为本发明电机外转子与甩油导叶连接结构示意图；
图4为本发明电机内定子整体结构示意图。
图中：1、电机外转子；2、金属叶片；3、甩油导叶；4、电机内定子；5、绝缘冷却液；6、中心轴；7、线圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，包括电机外转子1、金属叶片2、甩油导叶3、电机内定子4、绝缘冷却液5、中心轴6和线圈7，电机外转子1，电机外转子1的外侧面直接连接有金属叶片2；电机内定子4，电机内定子4的内侧设置有中心轴6，电机内定子4的外侧设置有线圈7，电机外转子1的内部设计有甩油导叶3，且甩油导叶3等角度设置在金属叶片2的外侧，甩油导叶3的内侧设置有绝缘冷却液5，电机内定子4的中心线与中心轴6的中心线重合；
电机的发热主要由线圈7产生，线圈7的生热需要快速的传递到电机外转子1上才能够由电机外转子1上直接相连的金属叶片2散热，金属叶片2由于散热面积很大，可以充当散热器的作用；
另外为了更好的将热量从电机内定子4传递到电机外转子1，采用了绝缘冷却液5作为传热介质，由于绝缘冷却液5不能直接浸没电机内定子4，需要降低绝缘冷却液5高度，同时在电机外转子1内部设计甩油导叶3，将液滴甩到线圈7上，液滴由于重力和离心力作用会携带热量从线圈7回到电机外转子1实现热流循环；
通过绝缘冷却液5和甩油导叶3的作用使油液在线圈7和电机外转子1直接传递热量，导热效率比空气介质提高5倍以上；
金属叶片2与电机外转子1紧密贴合使热流可以迅速从电机外转子1传递到金属叶片2，从而实现快速散热；
为分布式推进系统提供结构紧凑，重量轻，高环境适应性的推进系统，尤其适用于多桨叶螺旋桨和涵道风扇，以上便完成该无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统的一系列操作，本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，其特征在于：包括：
电机外转子(1)，所述电机外转子(1)的外侧面直接连接有金属叶片(2)；
电机内定子(4)，所述电机内定子(4)的内侧设置有中心轴(6)，所述电机内定子(4)的外侧设置有线圈(7)；
所述电机外转子(1)的内部设计有甩油导叶(3)，且甩油导叶(3)等角度设置在金属叶片(2)的外侧；
所述甩油导叶(3)的内侧设置有绝缘冷却液(5)。
2.根据权利要求1所述的一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，其特征在于：所述电机内定子(4)的中心线与中心轴(6)的中心线重合。
3.根据权利要求1所述的一种无外部冷却循环液冷电机及空气螺旋桨推进系统，其特征在于：所述的推进系统的工作原理为：电机的发热主要由线圈(7)产生，线圈(7)的生热需要快速的传递到电机外转子(1)上才能够由电机外转子(1)上直接相连的金属叶片(2)散热，金属叶片(2)由于散热面积很大，可以充当散热器的作用；
另外将热量从电机内定子(4)传递到电机外转子(1)，采用了绝缘冷却液(5)作为传热介质，由于绝缘冷却液(5)不能直接浸没电机内定子(4)，需要降低绝缘冷却液(5)高度，同时在电机外转子(1)内部设计甩油导叶(3)，将液滴甩到线圈(7)上，液滴由于重力和离心力作用会携带热量从线圈(7)回到电机外转子(1)实现热流循环；
通过绝缘冷却液(5)和甩油导叶(3)的作用使油液在线圈(7)和电机外转子(1)直接传递热量，导热效率比空气介质提高5倍以上；
金属叶片(2)与电机外转子(1)紧密贴合使热流可以迅速从电机外转子(1)传递到金属叶片(2)，实现快速散热。
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