CN208143023U - 大功率水下推进器及其直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了直流无刷电机，包括转子、定子、防水前端盖和至少一端开口的圆筒形的防水电机外壳，转子安装于定子内部，定子的外表面与防水电机外壳的内表面导热连接。还提供了大功率水下推进器，包括上述直流无刷电机；直流无刷电机的不锈钢电机主轴上固定安装有螺旋桨。通过定子的外表面与防水电机外壳的内表面导热连接，能够将直流无刷电机内部的定子产生的热量高效的传导至防水电机外壳，利用防水电机外壳将热量带出，达到高效散热的功能；螺旋桨固定安装于不锈钢电机主轴上，在不锈钢电机主轴转速过高的时候，不会出现因为转速过高而导致螺旋桨松动，造成大功率水下推进器的损坏。

Description

大功率水下推进器及其直流无刷电机

技术领域

本实用新型属于水下运动器材设备技术领域，更具体地说，是涉及一种大功率水下推进器及其直流无刷电机。

背景技术

随着经济水平提升，水下运动越来越受到民众的喜爱和参与，包括救援等领域的完善对水下运动器材的水下密封推进器提出更高的要求，水下密封推进器的电机大多数要求直流电池驱动、高效率、可无极变频调速、超常寿命、高可靠性、低噪音，目前只有直流无刷电机可以做到。

目前水下密封推进器使用的直流无刷电机主要包括小功率直流无刷电机和大功率直流无刷电机。小功率直流无刷电机应用在航模、玩具、微型水下机器人上，其特点是体积，功率小。大功率直流无刷电机的特点是功率大，体积大、质量大，使得其阻力大、容易发热。受水下运动器械的阻力和体积限制，水下密封推进器对电机的外径要求是尽可能的小并且紧凑，同时由于水下使用对电压有严格的要求，这样就限制了电机的接入电流大小，而现有的小外径的水下密封推进器使用的直流无刷电机为了获得较大的扭矩，均采用的是外转子设计，这种设计的结构从中心往外依次为定子绕组、磁间隙、外转子、电机外壳、防水外壳，分5层，而主要的发热源定子绕组安排在电机的最中心，该种结构的直流无刷电机当其功率较小时，没有问题。当无刷直流电机需求的功率较大时，由于其定子绕组散发的热量需经过外转子、电机外壳才能通过防水外壳将热量传递出去，在安全电压的限制下持续接入大的电流会造成严重发热，甚至烧坏电机。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大功率水下推进器及其直流无刷电机，以解决现有技术中大功率直流无刷电机存在的因定子绕组散发的热量需经过外转子、电机外壳才能通过防水外壳将热量传递出去，在安全电压的限制下持续接入大的电流会造成严重发热，甚至烧坏电机的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：直流无刷电机，包括转子、定子、防水前端盖和至少一端开口的圆筒形的防水电机外壳；

所述防水前端盖和所述防水电机外壳之间形成密封安装空间，所述定子、转子安装于所述密封安装空间中；

所述转子中心轴向设有不锈钢电机主轴，所述不锈钢电机主轴的输出端从所述防水前端盖中穿出，且所述防水前端盖与所述不锈钢电机主轴配合处形成动密封；

其中，所述转子安装于所述定子内部，所述定子的外表面与所述防水电机外壳的内表面导热连接。

进一步地，所述防水电机外壳两端均形成开口，所述直流无刷电机还包括防水后端盖；

所述防水后端盖和所述防水前端盖密封封装于所述防水电机外壳的两端，使所述防水后端盖、防水前端盖及所述防水电机外壳之间形成所述密封安装空间。

进一步地，所述定子包括定子铁芯、绝缘线架、绝缘绕组；所述绝缘绕组绕于所述绝缘线架上，所述定子铁芯套装于饶有绝缘绕组的绝缘线架上；

所述定子铁芯的外表面与所述防水电机外壳的内表面贴合。

进一步地，所述直流无刷电机还包括电路板，所述电路板置于所述密封安装空间中，或者设置在所述防水电机外壳的外部。

进一步地，所述电路板置于所述密封安装空间中，位于所述定子和所述防水后端盖之间；所述电路板安装于所述定子的绝缘线架上；所述电路板上连接有防水电缆线；所述防水电缆线从所述防水后端盖中密封引出。

进一步地，所述定子上设有一层防水层，所述防水层为绝缘漆层。

进一步地，所述防水前端盖上端面中心处设有中心孔，所述中心孔处密封安装有前轴承；所述不锈钢电机主轴穿设于所述前轴承内；所述不锈钢电机主轴与所述防水前端盖接触处设有前端盖不锈钢电机主轴油封，所述不锈钢电机主轴与所述防水前端盖通过所述前端盖不锈钢电机主轴油封密封连接。

所述防水前端盖的与所述防水电机外壳配合面上设有前端盖密封槽，所述前端盖密封槽中安装有前端盖密封胶圈。

进一步地，所述防水后端盖端面内部中心处设有圆形凹形槽，所述圆形凹形槽内固设有后轴承；所述不锈钢电机主轴相对于输出端的另一端安装于所述后轴承内；

所述防水后端盖与所述防水电机外壳配合面设有后端盖密封槽，所述后端盖密封槽中安装有后端盖密封胶圈；

所述防水后端盖的端面上还设有防水接头，所述防水电缆线从所述防水接头中穿出。

进一步地，所述防水前端盖和所述防水后端盖与所述防水电机外壳之间灌封密封胶；

或者所述防水前端盖和所述防水后端盖与所述防水电机外壳通过固定螺母紧固安装。

本实用新型提供的直流无刷电机的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型中的直流无刷电机通过定子的外表面与防水电机外壳的内表面导热连接，能够将直流无刷电机内部的定子产生的热量高效的传导至防水电机外壳，利用防水电机外壳将热量带出，通过将转子设于定子内部，定子与水之间只间隔了一个防水电机外壳，将壳体外的水变成水冷散热器，能够快速将定子产生的热量散热出去，因此能够给直流无刷电机提供更大的电流去使得电机转速更加高，但是不用担心会因为提高电流之后直流无刷电机长时间使用会导致直流无刷电机严重发热和烧坏直流无刷电机。

本实用新型的另一目的还在于提供一种大功率水下推进器，大功率水下推进器包括上述直流无刷电机；直流无刷电机的不锈钢电机主轴上固定安装有螺旋桨。

本实用新型提供的大功率水下推进器，与现有技术相比，本实用新型提供的大功率水下推进器，采用上述的直流无刷电机，仅需要在不锈钢电机主轴的不锈钢电机主轴上固定安装螺旋桨即可，螺旋桨能够固定安装于不锈钢电机主轴上，在不锈钢电机主轴转速过高的时候，不会出现因为转速过高而导致螺旋桨松动，造成大功率水下推进器的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的大功率水下推进器及其直流无刷电机的立体结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的大功率水下推进器及其直流无刷电机的立体结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的大功率水下推进器及其直流无刷电机的剖视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-防水电机外壳；2-转子；3-前轴承；4-前端盖密封槽；5-电路板；6-防水接头；7-防水后端盖；8-圆形凹形槽；9-绝缘线架；10-定子铁芯；11-绝缘绕组；12-不锈钢电机主轴；13-中心孔；14-防水前端盖；15-防水电缆线；16-螺旋桨；17-后端盖密封槽；18-后轴承；19-前端盖密封胶圈；20-后端盖密封胶圈。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的直流无刷电机进行说明。直流无刷电机，包括转子2、定子、防水前端盖14和至少一端开口的圆筒形的防水电机外壳1；防水前端盖14和防水电机外壳1之间形成密封安装空间，定子、转子2安装于密封安装空间中；转子2中心轴向设有不锈钢电机主轴12，不锈钢电机主轴12的输出端从防水前端盖14中穿出，且防水前端盖14与不锈钢电机主轴12配合处形成动密封；其中，转子2安装于定子内部，定子的外表面与防水电机外壳1的内表面导热连接。

本实用新型提供的大功率水下推进器及其直流无刷电机，与现有技术相比，与现有技术相比，本实用新型中的直流无刷电机通过定子的外表面与防水电机外壳1的内表面导热连接，能够将直流无刷电机内部的定子产生的热量高效的传导至防水电机外壳1，利用防水电机外壳1将热量带出，通过将转子2设于定子内部，定子与水之间只间隔了一个防水电机外壳1，将壳体外的水变成水冷散热器，能够快速将定子产生的热量散热出去，因此能够给直流无刷电机提供更大的电流去使得电机转速更加高，但是不用担心会因为提高电流之后直流无刷电机长时间使用会导致直流无刷电机严重发热和烧坏直流无刷电机。

进一步地，请参阅图1及图2，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，防水电机外壳1两端均形成开口，直流无刷电机还包括防水后端盖7；防水后端盖7和防水前端盖14密封封装于防水电机外壳1的两端，使防水后端盖7、防水前端盖14及防水电机外壳1之间形成密封安装空间。防水后端盖7、防水前端盖14及防水电机外壳1之间形成密封安装空间内能够保证直流无刷电机置于水下之后不会水不会进入到密封安装空间内，不会出现因为水进入到密封安装空间内导致直流无刷电机短路的问题。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，定子包括定子铁芯10、绝缘线架9、绝缘绕组11；绝缘绕组11绕于绝缘线架9上，定子铁芯10套装于饶有绝缘绕组11的绝缘线架9上；定子铁芯10的外表面与防水电机外壳1的内表面贴合。绝缘线架9的设置不仅能够将绝缘绕组11固定，并且同时能够固定定子铁芯10，通过定子铁芯10的外表面与防水电机外壳1的内表面贴合，定子产生的热量能够快速传导至防水电机外壳1上，利用防水电机外壳1将热量带出，提升了直流无刷电机的散热能力和效率。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，直流无刷电机还包括电路板5，电路板5置于密封安装空间中，或者设置在防水电机外壳1的外部。密封安装空间具有完全密封性，因此电路板5设置在密封安装空间内或者防水电机外壳1的外部都能使得直流无刷电机进行正常的工作，在装配过程中能够根据不同的需要去设置电路板5的位置，使得装配更加便捷。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，电路板5置于密封安装空间中，位于定子和防水后端盖7之间；电路板5安装于定子的绝缘线架9上；电路板5上连接有防水电缆线15；防水电缆线15从防水后端盖7中密封引出。通过绝缘线架9将电路板5置于密封安装空间内，不仅能防止电路板5进水，并且能提高电路板5的可靠性；防水电缆线15从后盖密封引出，能够防止在直流无刷电机工作过程中，不会因为防水电缆线15与水接触之后导致直流无刷电机出现短路的现象。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，定子上设有一层防水层，防水层为绝缘漆层。定子上的绝缘漆层的设置，能够进一步起到防水的功能，保证了直流无刷电机工作的稳定性。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，防水前端盖14上端面中心处设有中心孔13，中心孔13处密封安装有前轴承3；不锈钢电机主轴12穿设于前轴承3内；不锈钢电机主轴12与防水前端盖14接触处设有前端盖不锈钢电机主轴12油封，不锈钢电机主轴12与防水前端盖14通过前端盖不锈钢电机主轴12油封密封连接。防水前端盖14的与防水电机外壳1配合面上设有前端盖密封槽4，前端盖密封槽4中安装有前端盖密封胶圈19。不锈钢电机主轴12穿设于前轴承3内，能够在不锈钢电机主轴12旋转过程中固定不锈钢电机主轴12；通过不锈钢电机主轴12油封实现在不锈钢电机主轴12转动时候，不会出现水进入到密封安装空间内导致直流无刷电机出现短路的情况；通过前端盖密封槽4和前端盖密封胶圈19的设置，能够保证防水前端盖14与防水电机外壳1之间实现密封连接，防止水进入到防水电机外壳1内，确保直流无刷电机能够稳定的工作。

进一步地，请参阅图1，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，防水后端盖7端面内部中心处设有圆形凹形槽8，圆形凹形槽8内固设有后轴承18；不锈钢电机主轴12相对于输出端的另一端安装于后轴承18内；防水后端盖7与防水电机外壳1配合面设有后端盖密封槽17，后端盖密封槽17中安装有后端盖密封胶圈20；防水后端盖7的端面上还设有防水接头6，防水电缆线15从防水接头6中穿出。不锈钢电机主轴12相对于输出端的另一端安装于后轴承18内，进一步提升了不锈钢电机主轴12的稳定性；通过后端盖密封槽17和后端盖密封胶圈20的设置，能够保证防水后端盖7与防水电机外壳1之间实现密封连接，防止水进入到防水电机外壳1内，确保直流无刷电机能够稳定的工作；防水接头6的设置，能够保证防水电缆线15与防水后端盖7的接连处实现密封连接，在直流无刷电机工作时候，不会出现水通过防水电缆线15与防水后端盖7的接连处的缝隙进入到防水电机外壳1内部，保证了直流无刷电机不会出现因为内部进水而造成短路。

进一步地，请一并参阅图1和图3，作为本实用新型提供的直流无刷电机的一种具体实施方式，防水前端盖14和防水后端盖7与防水电机外壳1之间灌封密封胶；或者防水前端盖14和防水后端盖7与防水电机外壳1通过固定螺母紧固安装。密封胶或者是固定螺母的设置，能够实现将防水前端盖14以及防水后端盖7与防水电机外壳1之间连接更加固定，在直流无刷电机工作过程中，不会出现因为防水前端盖14以及防水后端盖7与防水电机外壳1之间松动而导致直流无刷电机的损坏。

请一并参阅图1至图3，本实用新型实施例提供的大功率水下推进器，该水下推进器包括上述直流无刷电机，直流无刷电机的不锈钢电机主轴上固定安装有螺旋桨16。

本实用新型提供的大功率水下推进器，与现有技术相比，本实用新型提供的大功率水下推进器，采用上述的直流无刷电机，仅需要在不锈钢电机主轴12的不锈钢电机主轴上固定安装螺旋桨16即可，螺旋桨16能够固定安装于不锈钢电机主轴上，在不锈钢电机主轴转速过高的时候，不会出现因为转速过高而导致螺旋桨16松动，造成大功率水下推进器的损坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.直流无刷电机，其特征在于：包括转子、定子、防水前端盖和至少一端开口的圆筒形的防水电机外壳；

所述防水前端盖和所述防水电机外壳之间形成密封安装空间，所述定子、转子安装于所述密封安装空间中；

所述转子中心轴向设有不锈钢电机主轴，所述不锈钢电机主轴的输出端从所述防水前端盖中穿出，且所述防水前端盖与所述不锈钢电机主轴配合处形成动密封；

其中，所述转子安装于所述定子内部，所述定子的外表面与所述防水电机外壳的内表面导热连接。

2.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于：所述防水电机外壳两端均形成开口，所述直流无刷电机还包括防水后端盖；

所述防水后端盖和所述防水前端盖密封封装于所述防水电机外壳的两端，使所述防水后端盖、防水前端盖及所述防水电机外壳之间形成所述密封安装空间。

3.根据权利要求2所述的直流无刷电机，其特征在于：所述定子包括定子铁芯、绝缘线架、绝缘绕组；所述绝缘绕组绕于所述绝缘线架上，所述定子铁芯套装于饶有绝缘绕组的绝缘线架上；

所述定子铁芯的外表面与所述防水电机外壳的内表面贴合。

4.根据权利要求3所述的直流无刷电机，其特征在于：所述直流无刷电机还包括电路板，所述电路板置于所述密封安装空间中，或者设置在所述防水电机外壳的外部。

5.根据权利要求4所述的直流无刷电机，其特征在于：所述电路板置于所述密封安装空间中，位于所述定子和所述防水后端盖之间；所述电路板安装于所述定子的绝缘线架上；所述电路板上连接有防水电缆线；所述防水电缆线从所述防水后端盖中密封引出。

6.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于：所述定子上设有一层防水层，所述防水层为绝缘漆层。

7.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于：所述防水前端盖上端面中心处设有中心孔，所述中心孔处密封安装有前轴承；所述不锈钢电机主轴穿设于所述前轴承内；所述不锈钢电机主轴与所述防水前端盖接触处设有前端盖不锈钢电机主轴油封，所述不锈钢电机主轴与所述防水前端盖通过所述前端盖不锈钢电机主轴油封密封连接；

所述防水前端盖的与所述防水电机外壳配合面上设有前端盖密封槽，所述前端盖密封槽中安装有前端盖密封胶圈。

8.根据权利要求5所述的直流无刷电机，其特征在于：所述防水后端盖端面内部中心处设有圆形凹形槽，所述圆形凹形槽内固设有后轴承；所述不锈钢电机主轴相对于输出端的另一端安装于所述后轴承内；

所述防水后端盖与所述防水电机外壳配合面设有后端盖密封槽，所述后端盖密封槽中安装有后端盖密封胶圈；

所述防水后端盖的端面上还设有防水接头，所述防水电缆线从所述防水接头中穿出。

9.根据权利要求2所述的直流无刷电机，其特征在于：所述防水前端盖和所述防水后端盖与所述防水电机外壳之间灌封密封胶；

或者所述防水前端盖和所述防水后端盖与所述防水电机外壳通过固定螺母紧固安装。

10.一种大功率水下推进器，其特征在于：包括权利要求1-9中任意一项所述的直流无刷电机；所述直流无刷电机的不锈钢电机主轴上固定安装有螺旋桨。