CN213846460U - 一种内转子悬臂式航空电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内转子悬臂式航空电机，包括机壳组件，所述机壳组件内设有定子组件与转子组件，所述转子组件的后端设有离心风扇，所述转子组件的磁钢套筒的内表面均布有若干条沿轴向设置的内散热板筋，所述机壳组件的外表面均布有若干条沿轴向设置的外散热板筋。通过在转子组件的后端设有离心风扇，转子组件转动时，将带动离心风扇一起转动，离心风扇将作为风源，可有效对转子组件、定子组件以及机壳组件进行散热，机壳组件的外表面均布有多条外散热板筋，转子组件的磁钢套筒的内表面均布有多条内散热板筋，可增大转子组件的散热面积，以保证对转子组件的散热效果。无需搭载水或油的泵源及系统，可显著降低航空电机的体积和重量。

Description

一种内转子悬臂式航空电机

技术领域

本实用新型涉及航空电机技术领域，更具体地说，涉及一种内转子悬臂式航空电机。

背景技术

航空电机一般要满足功率高、体积小且质量轻的要求，即高功率密度的要求。高功率密度的设计会使电机的热负荷较高，在电机运行时会产生大量的热能，这些热能如果不能及时被带走，会直接导致电机绝缘下降，绝缘击穿，永磁体退磁等严重问题。因此高功率密度的航空电机散热问题就极为重要。

目前对高功率密度的电机常用液冷的冷却方式，冷却介质如水、油等，但是，液冷方式需要额外搭载水或油的泵源及系统，如果用在航空电机上，将直接导致航空电机体积过大且质量较重的问题。

因此，如何解决航空电机的体积过大且质量较重的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种内转子悬臂式航空电机，在保证冷却效果的同时，显著降低航空电机的体积和重量。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种内转子悬臂式航空电机，包括机壳组件，所述机壳组件内设有定子组件与转子组件，所述转子组件的后端设有离心风扇，所述转子组件的磁钢套筒的内表面均布有若干条沿轴向设置的内散热板筋，所述机壳组件的外表面均布有若干条沿轴向设置的外散热板筋。

优选的，所述机壳组件包括机壳套筒，所述机壳套筒的前端设有向前凸出的机壳支架，所述机壳支架上设有与所述机壳套筒同轴的悬臂套筒，所述定子组件的定子铁芯固定于机壳套筒内，所述转子组件包括转轴，所述转轴的身部通过主轴承与所述悬臂套筒转动连接，所述转轴的端部通过副轴承与插装在所述悬臂套筒端部的前端盖转动连接。

优选的，所述磁钢套筒插装于所述定子铁芯内，所述磁钢套筒与所述转轴通过悬臂支架连接固定。

优选的，所述转轴、所述磁钢套筒与所述悬臂支架分别通过螺栓固定连接。

优选的，所述转轴、所述磁钢套筒与所述悬臂支架分别焊接连接。

优选的，所述悬臂支架的个数为四个，四个所述悬臂支架沿所述机壳套筒的周向均布。

优选的，所述机壳支架的个数为四个，四个所述机壳支架沿所述转轴的周向均布。

优选的，所述内散热板筋为向一侧倾斜的风冷叶片，所述风冷叶片用于向所述离心风扇的方向鼓风。

优选的，所述风冷叶片与所述磁钢套筒的径向的夹角为30至40度。

优选的，所述离心风扇的鼓风方向为沿所述转子组件的径向向外鼓风。

本实用新型所提供的内转子悬臂式航空电机，通过在转子组件的后端设有离心风扇，转子组件转动时，将带动离心风扇一起转动，离心风扇将作为风源，可有效对转子组件、定子组件以及机壳组件进行散热，转子组件的磁钢套筒的内表面均布有多条内散热板筋，内散热板筋可增大转子组件的散热面积，且内散热板筋沿转子组件的轴向设置，离心风扇产生的风流将沿内散热板筋之间的间隙通过，以保证对转子组件的散热效果。同时，机壳组件的外表面均布有多条外散热板筋，由于定子铁芯的外侧贴合于机壳组件，外散热板筋能够起到对定子铁芯进行冷却的作用，以保证对定子组件的散热效果。无需搭载水或油的泵源及系统，因此，可显著降低航空电机的体积和重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供内转子悬臂式航空电机具体实施例的示意图；

图2为图1的内部结构示意图；

图3为图1中气流的流场图；

图4为图1中转子组件的结构示意图；

图5为图4中转子组件的内部结构示意图；

图6为转子组件的另一种实施例的正视示意图；

图7为图6的立体示意图。

其中，1-机壳组件、11-机壳套筒、111-外散热板筋、12-机壳支架、13-悬臂套筒、2-转子组件、21-转轴、22-悬臂支架、23-钢磁套筒、231-内散热板筋、3-定子铁芯、4-主轴承、5-副轴承、6-前端盖、7-离心风扇、8-风冷叶片。

图3中的箭头表示气体流动的方向。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种内转子悬臂式航空电机，在保证冷却效果的同时，显著降低航空电机的体积和重量。

请参考图1至图7，图1为本实用新型所提供内转子悬臂式航空电机具体实施例的示意图；图2为图1的内部结构示意图；图3为图1中气流的流场图；图4为图1中转子组件的结构示意图；图5为图4中转子组件的内部结构示意图；图6为转子组件的另一种实施例的正视示意图；图7为图6的立体示意图。

本实用新型所提供的内转子悬臂式航空电机，包括机壳组件1，机壳组件1内设有定子组件与转子组件2，转子组件2的后端设有离心风扇7，转子组件2的磁钢套筒23的内表面均布有若干条沿轴向设置的内散热板筋231，机壳组件1的外表面均布有若干条沿轴向设置的外散热板筋111。

如图2所示，机壳组件1内设有定子组件与转子组件2，定子组件包括定子铁芯3，定子铁芯3固定在机壳组件1内，转子组件2可相对定子组件与机壳组件1转动。转子组件2的后端连接有离心风扇7，如此，当转子组件2转动时，转子组件2将带动离心风扇7一起转动，离心风扇7将作为风源，可有效对转子组件2、定子组件以及机壳组件1进行散热。

机壳组件1的外表面均布有多条外散热板筋111，外散热板筋111沿机壳组件1轴向设置，外散热板筋111可增大机壳组件1的散热面积，由于定子组件的定子铁芯3的外侧贴合机壳组件1的内侧，因此，外散热板筋111能够起到对定子铁芯3的外表面进行冷却的作用，定子铁芯3的内表面通过离心风扇7直接冷却。

转子组件2的磁钢套筒23的内表面均布有多条内散热板筋231，内散热板筋231沿转子组件2的轴向设置，内散热板筋231可增大转子组件2的散热面积，以保证离心风扇7对转子组件2的散热效果。

本实用新型所提供的内转子悬臂式航空电机，通过在转子组件2的后端设有离心风扇7，转子组件2转动时，将带动离心风扇7一起转动，离心风扇7将作为风源，可有效对转子组件2、定子组件以及机壳组件1进行散热，转子组件2的磁钢套筒23的内表面均布有多条内散热板筋231，内散热板筋231可增大转子组件2的散热面积，且内散热板筋231沿转子组件2的轴向设置，离心风扇7产生的风流将沿内散热板筋231之间的间隙通过，以保证对转子组件2的散热效果。同时，机壳组件1的外表面均布有多条外散热板筋111，由于定子铁芯3的外侧贴合于机壳组件1，外散热板筋111能够起到对定子铁芯3进行冷却的作用，以保证对定子组件的散热效果。无需搭载水或油的泵源及系统，因此，可显著降低航空电机的体积和重量。

在上述实施例的基础之上，作为一种优选，机壳组件1包括机壳套筒11，机壳套筒11的前端设有向前凸出的机壳支架12，机壳支架12上设有与机壳套筒11同轴的悬臂套筒13，定子组件的定子铁芯3固定于机壳套筒11内，转子组件2包括转轴21，转轴21的身部通过主轴承4与悬臂套筒13转动连接，转轴21的端部通过副轴承5与插装在悬臂套筒13端部的前端盖6转动连接。

本实施例中，为进一步降低内转子悬臂式航空电机的重量，提高功率密度比，摈弃传统的转子组件2的两端各安装一个轴承的结构，在机壳套筒11的前端设置向前凸出的机壳套筒11，机壳套筒11与悬臂套筒13通过机壳支架12连接固定，优选的，机壳支架12通过螺栓或焊接的方式与机壳套筒11、悬臂套筒13连接固定，转子组件2的转轴21的身部与悬臂套筒13的后端部通过主轴承4转动连接，转轴21的前端部通过副轴承5与插装在悬臂套筒13的前端部的前前端盖6转动连接，从而将转轴21集中在悬臂套筒13中，减小了传统电机前前端盖6、后端盖体积，极大减轻了整机重量。

在上述实施例的基础之上，考虑到磁钢套筒23与转轴21的具体连接方式，作为一种优选，磁钢套筒23插装于定子铁芯3内，磁钢套筒23与转轴21通过悬臂支架22连接固定。其中，悬臂支架22的个数为四个，四个悬臂支架22沿磁钢套筒23与转轴21的周向均匀布置。从而在保证磁钢套筒23与转轴21连接可靠性的同时，使转轴21与磁钢套筒23之间尽可能产生较大空隙，以便气流在离心风扇7的作用下顺利进入转子组件2内部，保证散热效果。另外，悬臂支架22的个数也为四个，四个所述悬臂支架22沿机壳套筒11的周向均布。

在上述实施例的基础之上，考虑到转轴21、磁钢套筒23与悬臂支架22的具体固定方式，作为一种优选，转轴21、磁钢套筒23与悬臂支架22分别通过螺栓固定连接。作为另一种优选，转轴21、磁钢套筒23与悬臂支架22分别焊接连接。当然，转轴21、磁钢套筒23与悬臂支架22还可通过其他的方式固定，具体可根据需要而灵活设置。

在上述实施例的基础之上，作为一种优选，内散热板筋231为向一侧倾斜的风冷叶片8，风冷叶片8用于向离心风扇7的方向鼓风。本实施例中，内散热板筋231为向一侧倾斜的风冷叶片8，将带角度的风冷叶片8会提高风的流量，从而提高散热效率。

在上述实施例的基础之上，考虑到风冷叶片8的具体设置方式，作为一种优选，风冷叶片8与磁钢套筒23的径向的夹角为30至40度。优选的，离心风扇7的鼓风方向为沿转子组件2的径向向外鼓风。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的内转子悬臂式航空电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内转子悬臂式航空电机，其特征在于，包括机壳组件(1)，所述机壳组件(1)内设有定子组件与转子组件(2)，所述转子组件(2)的后端设有离心风扇(7)，所述转子组件(2)的磁钢套筒(23)的内表面均布有若干条沿轴向设置的内散热板筋(231)，所述机壳组件(1)的外表面均布有若干条沿轴向设置的外散热板筋(111)。

2.根据权利要求1所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述机壳组件(1)包括机壳套筒(11)，所述机壳套筒(11)的前端设有向前凸出的机壳支架(12)，所述机壳支架(12)上设有与所述机壳套筒(11)同轴的悬臂套筒(13)，所述定子组件的定子铁芯(3)固定于机壳套筒(11)内，所述转子组件(2)包括转轴(21)，所述转轴(21)的身部通过主轴承(4)与所述悬臂套筒(13)转动连接，所述转轴(21)的端部通过副轴承(5)与插装在所述悬臂套筒(13)端部的前端盖(6)转动连接。

3.根据权利要求2所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述磁钢套筒(23)插装于所述定子铁芯(3)内，所述磁钢套筒(23)与所述转轴(21)通过悬臂支架(22)连接固定。

4.根据权利要求3所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述转轴(21)、所述磁钢套筒(23)与所述悬臂支架(22)分别通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求3所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述转轴(21)、所述磁钢套筒(23)与所述悬臂支架(22)分别焊接连接。

6.根据权利要求3所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述悬臂支架(22)的个数为四个，四个所述悬臂支架(22)沿所述机壳套筒(11)的周向均布。

7.根据权利要求6所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述机壳支架(12)的个数为四个，四个所述机壳支架(12)沿所述转轴(21)的周向均布。

8.根据权利要求1至7任一项所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述内散热板筋(231)为向一侧倾斜的风冷叶片(8)，所述风冷叶片(8)用于向所述离心风扇(7)的方向鼓风。

9.根据权利要求8所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述风冷叶片(8)与所述磁钢套筒(23)的径向的夹角为30至40度。

10.根据权利要求9所述的内转子悬臂式航空电机，其特征在于，所述离心风扇(7)的鼓风方向为沿所述转子组件(2)的径向向外鼓风。

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