CN217824628U - 电机、船用推进器及船舶 - Google Patents
电机、船用推进器及船舶 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种电机、船用推进器及船舶,电机包括:机壳,所述机壳具有腔体和连通所述腔体的转轴孔,所述腔体内配有绝缘液体;定子,固定于所述腔体内,所述定子内侧设有转动内腔;转子,可驱动所述绝缘液体以离心运动形式与所述定子接触,使得所述绝缘液体对所述定子进行冷却;转轴,一端设置于所述腔体内并与所述转子固定,另一端从所述转轴孔伸出所述腔体,以输出转动扭矩;阻挡件,固定于所述转轴周侧并位于所述转子和所述转轴孔之间,以阻挡所述转子甩开绝缘液体至所述转轴孔。通过阻挡件可阻挡绝缘液体从转子飞向转轴孔,防止了绝缘液体从机壳的转轴孔处泄漏,减小了绝缘液体的损耗,保证了电机的冷却降温效率,提高了电机的运行效率。
Description
技术领域
本申请涉及机电设备领域,尤其涉及一种电机、船用推进器及船舶。
背景技术
目前电机均是对机壳进行降温,机壳经空气吸收定子和转子的热量,从而实现对定子和转子进行降温。然而,由于机壳与定子、转子之间通过空气导热,而空气的导热效率低,导致机壳无法有效吸收定子和转子热量,从而使得定子和转子的温度很难降低,影响定子和转子工作效率,导致电机整体效率降低。
实用新型内容
本申请的实施例提供一种电机、船用推进器及船舶。
本申请的实施例提供一种电机,其中,所述电机包括:
机壳,所述机壳具有腔体和连通所述腔体的转轴孔,所述腔体内配有绝缘液体;
定子,固定于所述腔体内,所述定子内侧设有转动内腔;
转子,转动设置于转动内腔内,与所述定子电磁配合,所述转子可驱动所述绝缘液体以离心运动形式与所述定子接触,使得所述绝缘液体对所述定子进行冷却;
转轴,一端设置于所述腔体内并与所述转子固定,另一端从所述转轴孔伸出所述腔体,以输出转动扭矩;
阻挡件,收容于所述腔体内,固定于所述转轴周侧并位于所述转子和所述转轴孔之间,以阻挡所述转子甩开绝缘液体至所述转轴孔。
本申请的实施例提供一种船用推进器,其中,船用推进器包括上述的电机,所述船用推进器还包括螺旋桨,所述螺旋桨与所述转轴伸出所述腔体外的一端连接,以接收所述转轴的转动扭矩。
本申请的实施例提供一种船舶,其中,船舶包括上述的船用推进器。
本申请实施例的电机通过阻挡件可阻挡绝缘液体从转子飞向转轴孔,防止了绝缘液体从机壳的转轴孔处泄漏,减小了绝缘液体的损耗,保证了电机的冷却降温效率,提高了电机的运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图2为本申请实施方式的电机、船用推进器及船舶的示意图;
图3为图1的一实施方式的电机的截面示意图;
图4为图1的另一实施方式的电机的截面示意图;
图5为图1的另一实施方式的电机的截面示意图;
图6为本申请一个实施例的电机的截面示意图;
图7为图6的一实施方式的电机的截面示意图;
图8为图6的另一实施方式的电机的截面示意图;
图9为本申请另一实施方式的电机的截面示意图;
图10为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图11为图10的另一实施方式的电机的截面示意图;
图12为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图13为图12的另一实施例的电机的截面示意图;
图14为图12的另一实施例的电机的截面示意图;
图15为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图16为图15的一实施例的电机的截面示意图;
图17为图15的另一实施例的电机的截面示意图;
图18为图15的另一实施例的电机的截面示意图;
图19为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图20为图19的电机的X部分局部放大示意图;
图21为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图22为图21的另一实施例的电机的截面示意图;
图23为图21的另一实施例的电机的截面示意图;
图24为本申请一个实施例的电机的截面示意图;
图25为图24另一个实施例的电机的截面示意图;
图26为本申请一实施例的电机的截面示意图;
图27为图26的一实施方式的电机的第一转动环的截面示意图;
图28为图26的另一实施方式的电机的第一转动环的截面示意图;
图29为图26的另一实施方式的电机的第一转动环的截面示意图;
图30为本申请另一实施方式的电机的截面示意图;
图31为图30一实施方式的电机的第二转动环的截面示意图;
图32为图30一实施方式的电机的第二转动环的截面示意图;
图33为图31一实施方式的电机的第二转动环的示意图;
图34为图31一实施方式的电机的第二转动环的立体示意图;
图35为图34一实施方式的电机的第二转动环的立体示意图;
图36为图30一实施方式的电机的第二转动环的截面示意图;
图37为本申请另一实施例的电机的截面示意图;
图38为图37的电机的第三转动环的截面示意图;
图39为图38的另一实施方式的电机的第三转动环的截面示意图;
图40为图37的另一实施例的电机的第三转动环的截面示意图;
图41为本申请一实施例的电机的截面示意图;
图42为本申请一实施例的电机的截面示意图;
图43为本申请一实施例的电机的截面示意图;
图44为图43另一实施例的电机的截面示意图;
图45为本申请一实施例的电机的截面示意图;
图46为本申请另一实施例的电机的截面示意图;
图47为本申请实施方式的电机的截面示意图;
图48为本申请实施方式的电机的分解示意图;
图49为本申请实施方式的船用推进器的示意图;
图50为本申请实施方式的船用推进器的另一示意图;
图51为本申请实施方式的船用推进器的另一示意图;
图52为本申请另一实施例的船用推进器的示意图;
图53为本申请实施方式的船用推进器的电机的另一示意图;
图54为图53的另一实施例的船用推进器的电机的示意图;
图55为本申请另一实施例的船用推进器的示意图;
图56为本申请另一实施例的船用推进器的示意图;
图57为本申请一实施方式的船用推进器的示意图;
图58为本申请实施方式的船舶的示意图;
图59为本申请另一实施方式的船舶的示意图;
图60为本申请另一实施方式的船舶的示意图。
电机1000,机壳100,腔体110,绝缘液体120,内表面130,外表面131,第一端盖141,侧壳 142,第二端盖143,第一开口端1421,第二开口端1422,端盖149,开口端1429,封闭端1428,转轴孔150,第一轴承支架1411,第一密封凸缘1412,第二轴承支架1431,定子200,转动内腔210,线圈绕组220,铁芯230,柱体240,定子磁体250,第一开口211,第二开口212,搅动结构300,船用推进器2000,船舶3000,转子400,转子线圈绕组410,磁性件420,转子支架430,插槽431,转轴500,第一端510,第二端520,第一轴承530,第二轴承540,弹性垫圈550,螺旋桨2100,负载转轴600,第一轴体310,密封件700,过孔701,第一密封唇边710,第二密封唇边720,第一密封圈730,第二密封圈740,密封垫圈750,第一底圈731,第一侧圈732,第二底圈741,第二侧圈742,第一转动环330,第一外周面331,第一配合孔332,凹槽3311,凸包3312,第二转动环340,凸台 341,第二配合孔342,第二外周面343,凸台顶面3411,第一凸台侧面3412,第二凸台侧面3413,第一凸台344,第二凸台345,第一凸台端面3414,第二凸台端面3415,第三转动环350,内腔351,通孔352,第三配合孔353,第三外周面354,第一内侧面3511,第二内侧面3512,圆弧内壁3513,圆弧底壁3514,第一顶端内壁3515,第二顶端内壁3516,第一边3311,第二边3312,中线3313,平衡板360,第一外侧面361,第二外侧面362,外侧端面363,第一平衡板364,第二平衡板365,减重孔440,引流孔370,冷却流道190,第一搅动结构301,第二搅动结构302,第一固定套500,第二固定套600,轴承挡板700,第一衔接板1419,第一密封槽1418,第一胶圈1417,第二胶圈1427,支撑管800,导线腔810,稳定板900,驱动器2200,散热器2300,转动环390,船体3100,电源 3200,转向机构3300,控制端3310,转向支架3320,转向轴3330,起翘机构3400,翘控制端3410,起翘轴3420,交互系统3500,第一阻挡件1100,第一隔离板1101,圆柱面1102,第一阻挡面1103,第二隔离板1104,第二阻挡面1105,第二阻挡件1200,第三隔离板1201,第三阻挡件1300,第四隔离板1202。
具体实施方式
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中在本申请实施例的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请实施例;本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请实施例的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请实施例的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
可以理解的是,电机是通过电磁效应将电能转换成磁场能,磁场能再转换成机械能,由于能量转换存在效能比,导致部分能量会转换成热能,所以热能需要及时导走,否则热能会聚集在电机内部,使得电机内部温度升高。由于而电机内部的结构件在高温环境下必然会降低效率,从而引发效能比进一步降低,也就使得热能进一步增大,导致电机运行恶循环,最终使得电机运行失效。传统的电机一般使用水对电机导热降温,然而由于电机内部的结构件遇水易腐蚀,所以水不能直接进入电机内部腔体进行冷却,水冷主要通过水泵将外界的循环水运送到电机外壳外部或者电机内部封闭的循环流道,从而间接冷却电机中的定结构件。所以电机的水冷为间接冷却方式,其冷却效果不佳。
电机内部通常也会设置润滑油,润滑油对电机内部的结构件进行润滑,减小电机的内阻力,提高电机效率。电机内部的润滑油还起到对电机内部结构件进行导热,让电机内部结构件的热量传导至电机的外壳,电机外壳再把热量导走,实现电机降温的作用。由于电机内部的润滑油主要是作用于电机内部相互配合运动的结构件,针对电机内部不存在相互配合运动的结构件润滑油接触较少,进而电机内部不存在相互配合运动的结构件降温效率较低,因此利用电机内部润滑油进行冷却降温的效果也不佳。
请参阅图1,为解决电机内部温度升高问题,提高电机运行效率,本申请实施例提供一种电机 1000,电机1000包括:
机壳100,机壳100具有腔体110,腔体110内配有绝缘液体120;
定子200,固定于腔体110内,定子200内侧设有转动内腔210;
搅动结构300,转动设置于转动内腔210内,并至少部分浸没于绝缘液体120,用于搅动绝缘液体120以离心运动或旋转形式与定子200接触,使得绝缘液体120对定子200进行冷却。
请一并参阅图1和图2,本申请实施例提供一种电机1000,该电机1000应用于船用推进器2000,使得船用推进器2000推进船舶3000运动。该船用推进器2000可以安装在船内,也可以安装在船外。本申请实施例中船用推进器2000旨在通过获取电机1000的机械动能,驱动螺旋桨2100旋转,在螺旋桨2100进入水下推动船舶3000运动,对船用推进器2000安装于船舶3000的位置不作具体限定。该船舶3000推进器可推进的船舶3000可以是游艇、客船、竹筏、皮艇等不作具体限定的一切水上交通工具。
本申请实施例的电机1000通过搅动结构300位于定子200的内侧,在搅动结构300转动时,搅动结构300将绝缘液体120沿定子200周向搅动至定子200的内周表面,从而使得定子200整个内周表面处获取绝缘液体120,使得定子200与绝缘液体120可以均匀接触,并进行热交换;在搅动结构300不转动时,定子200至少部分浸没于绝缘液体120,使得定子200与绝缘液体120热交换。由于绝缘液体120与机壳100接触,绝缘液体120将定子200的热量传导至机壳100,机壳100再将热量传导至电机1000外部,从而绝缘液体120有效对定子200进行降温冷却。显然,利用搅动结构300 将绝缘液体120搅动至定子200上,可以实现对电机1000内部非运动器件进行降温,区别于目前采用润滑油降温方案,润滑油存在于转轴与轴承之间,润滑油并不能对定子进行降温冷却。本申请的电机1000采用搅动结构300搅动绝缘液体120对定子200降温,使得冷却效率有所改善,提高电机 1000效率。
本实施方式中,机壳100具有内表面130。腔体110形成于内表面130所围合形成的空间。机壳 100还具有与内表面130相对的外表面131。外表面131可与空气接触,也可以与水接触,也可以与冷却油接触,即电机1000可以处于空气环境中,也可以处于水下环境中,也可以处于油冷环境中。电机1000的外表面131可与一切具有导热性能的介质接触,本申请的实施例对外表面131所接触的导热介质不作局限。机壳100通过外表面131与外部的导热介质接触,实现导热介质导走机壳100的热量,从而对电机1000降温冷却。当然可以理解的是,也可以在内表面130和外表面131之间设置导热介质,通过导热介质在外表面131与内表面130之间与机壳100接触,从而实现对机壳100导走热量降温,本申请实施例的电机1000对与机壳100接触的任何导热介质不局限于以上限定的形式,任何旨在与机壳100进行热交换,将机壳100吸收绝缘液体120的热量导走的介质均可作为本申请实施例的实施方式。
具体的,如图3所示,机壳100包括第一端盖141、侧壳142和第二端盖143。侧壳142具有第一开口端1421和与第一开口端1421相对的第二开口端1422。第一端盖141和第二端盖143分别盖合于第一开口端1421和第二开口端1422,使得腔体110为形成于第一端盖141、侧壳142和第二端盖143之间的闭合腔体。作为一种实施方式,第一端盖141和第二端盖143密封盖合于与第一开口端 1421和第二开口端1422,使得腔体110为密封腔体。
在另一实施方式中,如图4所示,机壳100可设置一个端盖149,侧壳142具有与端盖149密封配合的开口端1429和与开口端1429相对的封闭端1428,腔体110形成于端盖149和侧壳142之间,从而腔体110为密封腔体。
可以理解的是,通过设置腔体110为密封腔体,使得绝缘液体120在腔体110内不会流失,从而保持绝缘液体120的导热效率不变,使得电机1000的冷却效率得到保证。
本实施方式中,绝缘液体120为非导电流体,绝缘液体120不会对电机1000内部电路造成短路。绝缘液体120具有可流动性,绝缘液体120在不被搅动结构300搅动的状态下也会与定子200的一部分接触,而绝缘液体120在被搅动结构300搅动的状态下,由于绝缘液体120具有可流动特性,与定子200接触后,可流动至内表面130,从而可将定子200的热量带走,实现降温。绝缘液体120还具有润滑作用,以对机壳100内部运动部件起到润滑降低阻尼力作用,提高电机1000运行效率。具体的,绝缘液体120可以是机油、植物油、矿物油、硅油等一切具有导热性能及绝缘性能的液体。本申请提供的实施例中,对绝缘液体120的成分不局限于以上所限定的形式,任何具有导热、绝缘、可流动的液体均可作为本申请实施例中绝缘液体120的实施方式。
本实施方式中,请继续参阅图3,定子200可从第一开口端1421或第二开口端1422装入侧壳 142内。定子200可直接或间接地固定于侧壳142内壁。定子200呈环形筒状结构,即转动内腔210 具有与第一开口端1421相同朝向的第一开口211和与第二开口端1422相同朝向的第二开口212。第一开口211和第二开口212均用于允许电机1000的转轴穿过,便于电机1000的转轴输出动力。第一开口211和第二开口212也用于允许绝缘液体120进入转动内腔210内,便于搅动结构300可搅动绝缘液体120。本申请的实施例中,定子200可以是永磁体、也可以是电磁体,也可以是导磁体。本申请的实施例中,对定子200的具体呈现形式不局限于以上描述的形式,任何能够为电机1000带来驱动力的定子均可作为本申请实施例的实施方式。
本实施方式中,搅动结构300可在转动内腔210内旋转。搅动结构300的旋转轴心与定子200的轴心同轴设置。搅动结构300的旋转轴心为能够允许搅动结构300绕其旋转的轴线。定子200的轴心 201为距离定子200的内周表面各处距离均相等的轴线。搅动结构300具有远离其旋转轴心的外端。外端与定子200的的内周表面存在间距,该间距可以是搅动结构300与定子200的装配间隙。通过外端与定子200的的内周表面设置间距,从而使得搅动结构300可以在转动内腔210内旋转。当搅动结构300旋转时,外端可接触绝缘液体120,从而保证搅动可搅动绝缘液体120。可以理解的是,搅动结构300可以是规则的类似圆柱结构,搅动结构300的周侧距离其轴心均相等;当搅动结构300静置时,外端始终保持至少部分浸没于绝缘液体120。搅动结构300也可以是非规则的异形结构,例如三棱柱形、方形柱体、五边形主体等结构;当搅动结构300相对机壳100静置时,外端可以是浸没于绝缘液体120,也可以是与绝缘液体120错开。本申请的实施例中,对搅动结构300的结构形态不局限于上述限定的方式,任何旨在转动内腔210内转动且能够搅动绝缘液体120的搅动结构300均可作为本实施例的实施方式。
可以理解的是,绝缘液体120在未注满腔体110状态下,在搅动结构300未搅动绝缘液体120 时,绝缘液体120因重力作用堆积于腔体110内,电机1000处于图3所示水平横置状态下(即定子 200的轴心201水平设置),绝缘液体120至少浸没定子200的内周表面的一部分,进而绝缘液体120 可进入转动内腔210,转动内腔210内的搅动结构300也可接触绝缘液体120。换言之,在电机1000 处于图3所示状态下,绝缘液体120的上表面至定子200的轴心距离小于定子200的内周表面至定子200的轴心距离,且绝缘液体120的上表面至定子200轴心的距离小于搅动结构300的外端至搅动结构300的轴心距离,以使得搅动结构300的外端绝对可以接触到绝缘液体120。
本申请提供的实施例中,绝缘液体120可以是注满腔体110内,也可以是未注满腔体110内。绝缘液体120在腔体110内的注入量根据外端至搅动结构300的轴心距离大小而设置,即保证搅动结构 300能够搅动到绝缘液体120为准。
如图3和图4所示,当绝缘液体120未注满腔体110时,搅动结构300绕其轴心旋转可搅动部分绝缘液体120以定子200的轴心作为圆心进行离心运动,并最终向搅动结构300的周围甩开,从而使得部分绝缘液体120以离心运动的方式甩开至搅动结构300周围的定子200内周表面上,使得定子 200内周表面周向对应搅动结构300处均匀接触绝缘液体120,并且绝缘液体120可继续从定子200 的内周表面向远离搅动结构300的方向渗透,最终绝缘液体120吸收定子200热量后回流至机壳100 内,使得机壳100快速吸收定子200热量,而定子200可快速均匀冷却,从而提高电机1000的运行效率。可以理解的是,在搅动结构300将绝缘液体120搅动至定子200的内周表面,也会存在部分绝缘液体120在高速运动下撞击定子200的内周表面从而飞溅至机壳100内其他部件表面,对机壳100 内其他部件进行冷却降温,例如被搅动结构300甩开的绝缘液体120也会存在部分撞击定子200内周表面后飞溅至腔体110的内壁、转轴、转子、轴承等部件,或者有部分绝缘液体120直接从搅动结构300的表面甩开至腔体110的内壁上。
如图5所示,当绝缘液体120注满腔体110时,搅动结构300绕其轴心旋转可搅动绝缘液体120 在腔体110内绕定子200的轴心旋转,绝缘液体120可与定子200的全部表面接触,并且绝缘液体 120以旋转运动的方式将定子200的热量传导至机壳100,使得机壳100可快速吸收到定子200的热量,从而机壳100可快速将定子200的热量导走,实现对电机1000快速有效降温冷却,提高了电机 1000效率。
请参阅图6,在一个实施例中,定子200的端部设有线圈绕组220,线圈绕组220用于通电后产生磁场,搅动结构300搅动绝缘液体120至少与线圈绕组220接触。电机1000还包括连接线圈绕组 220的导电线缆,导电线缆远离线圈绕组220的一端穿过机壳100,与电机1000外部的驱动器2200 连接,以从驱动器2200获取电流。驱动器2200为能够主动工作来控制电机1000按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路,即驱动器2200输入电流至线圈绕组220,实现电机1000 的方向、速度、角度、响应时间得以控制。由于线圈绕组220需要长时间的将电能转换磁场能,线圈绕组220发热量在电机1000内部最为明显,故很容易使得电机1000内部的发热量集中于线圈绕组 220处,而本申请实施例的搅动结构300搅动绝缘液体120至少与线圈绕组220接触,即保证搅动结构300搅动绝缘液体120对线圈绕组220降温,从而保证电机1000内部发热量集中处优先进行冷却降温,从而保证电机1000的运行效率。
作为一种实施方式,如图7所示,定子200还设有铁芯230,线圈绕组220设置于铁芯230上。具体的,铁芯230的端部设有绕定子200的轴心周向设置的柱体240,线圈绕组220绕设于柱体240 上。定子200与侧壳142的内壁之间存在装配间隙,装配间隙允许绝缘液体120流入,从而便于吸收了定子200热量的绝缘液体120快速流入装配间隙,从而便于将定子200的热量快速传导至侧壳142。当然,也可以是定子200的铁芯230直接与侧壳142的内壁接触,从而便于线圈绕组220的热量经铁芯230传导至侧壳142。定子200两个相对的端部均设有线圈绕组220,以保证定子200的磁场均衡布局于电机1000内。转动内腔210的第一开口211和第二开口212分别设置于定子200两个相对的端部。为了使得定子200两端部的线圈绕组220均能与绝缘液体120接触冷却,电机1000设置两个搅动结构300,两个搅动结构300分别搅动绝缘液体120与定子200两个相对端部的线圈绕组220接触。为了保证线圈绕组220与侧壳142的装配关系,线圈绕组220与侧壳142的内壁之间必然存在间隙,即线圈绕组220不直接与侧壳142接触,故线圈绕组220需要通过搅动结构300搅动绝缘液体 120与之接触冷却降温。
在另一个实施例中,请参阅图8,与图7所示的实施方式大致相同,不同的是,铁芯230设有多个沿定子200一端部向另一端部延伸的柱体240,多个柱体240绕定子200的轴心等距排布,线圈绕组220绕设于多个柱体240上,从而线圈绕组220从定子200的一端部布局至定子200的另一端部,即线圈绕组220不仅仅是设置于定子200的端部,而是沿定子200整个轴向上绕设。为了保证线圈绕组220有效降温冷却,搅动结构300也可以是从转动内腔210的第一开口211延伸至第二开口212。搅动结构300可设置磁性件,使得定子200与搅动结构300电磁配合,从而搅动结构300输出转动扭矩,即搅动结构300可作为电机1000的转子输出转动扭矩,同时搅动结构300还可搅动绝缘液体120 对定子200的线圈绕组220进行冷却降温。
在另一个实施例中,与图8所示的实施方式大致相同,不同的是,线圈绕组220从定子200的一端部向另一端部布局,但线圈绕组220在定子200的两相对端部较密集,即线圈绕组220在定子200 的端部发热量仍然较大。为保证对定子200的端部冷却降温,电机1000设置两个搅动结构300分别临近定子200的两相对端部设置,并分别搅动绝缘液体120对定子200两相对的端部冷却降温。
可以理解的是,本申请的搅动结构300收容于转动内腔210内,并不局限于以上的方式,如9图所示,搅动结构300也可以是部分收容于转动内腔210内,并且靠近定子200的端部,搅动结构300 仍然有部分可以搅动绝缘液体120至定子200端部进行冷却降温,而搅动结构300伸出转动内腔210 的部分可以起到对腔体110内部其他部件进行有效降温冷却,故使得电机1000整机的降温散热效率更佳。
请参阅图10,本实施方式中,电机1000还包括转子400,转子400转动设置于转动内腔210内,并与定子200电磁配合,搅动结构300与转子400可同步转动。转子400的轴心与定子200的轴心同轴设置。转子400的轴心为转子400能够绕其旋转的轴线。由于转子400位于转动内腔210内,当定子200的线圈绕组220通电后,线圈绕组220产生交变的磁场,转子400与线圈绕组220电磁配合,从而使得转子400在磁场作用力下相对定子200转动,从而转子400可输出转动扭矩,以将磁场能转换成机械能。搅动结构300与转子400同步转动,可以保证搅动与转子400同速,避免搅动结构300 与转子400出现速差,从而保证搅动结构300转速最大化,提高了搅动结构300单位时间内搅动的绝缘液体120重量,以使得更多的绝缘液体120可与定子200接触降温冷却,使得电机1000冷却降温效率提高。可以理解的是,搅动结构300可受转子400转动作用而旋转,即转子400带动搅动结构 300同步转动,从而保证搅动结构300的转速最大化,以保证电机1000的冷却效率最大化。
当然,也可以提供另一种实施方式,与图9所示实施方式大致相同,不同的是搅动结构300自身与定子200电磁配合,从而搅动结构300自身受电磁作用力转动,搅动结构300的转速可大于转子 400的转速,以使得搅动结构300将部分电能转换成转动机械能,并利用转动机械能搅动绝缘液体120 对定子200进行冷却降温。可以理解的是,搅动结构300可以设置转动线圈绕组,或者设置转动永磁体,利用转动线圈绕组或转动永磁体与定子200的线圈绕组220电磁配合,从而搅动结构300获取旋转驱动力。可以理解是,此实施方式中,转子400主要负责输出转动扭矩,搅动结构300主要负责输出搅动绝缘液体120的转动能,转子400与搅动结构300相互独立,也非同步,但搅动结构300的转速需大于转子400,以保证冷却效率。搅动结构300可以采用高速旋转发热量小的旋转结构,即可以利用部分电能驱动搅动结构300旋转,从而将热能导走,使得电机1000输出机械能效率提高。
在另一个实施例中,请参阅图11,与图10示实施例大致相同,不同的是,定子200设有定子磁体250,转子400设有转子线圈绕组410。搅动结构300搅动绝缘液体120与定子磁体250接触,以对定子磁体250进行有效冷却降温。本申请的实施方式中,对定子200与转子400的形式并不限于以上方式,任何旨在通过定子200与转子400通过电磁配合输出转动扭矩的结构形式均可作为本申请的实施方式。
可以理解的是,本申请实施方式的电机1000不限于以上方式,任何通过与以上实施例类似功能的电机1000或者采用以上实施例的电机1000结合的结构形式均可作为本申请的实施方式。本申请实施方式的电机1000类型也不作局限,例如电机1000为同步电机、异步电机、高速电机、扁线电机、低压电机均可作为本申请的电机1000实施方式。
进一步地,请参阅图12,电机1000还包括转轴500,转轴500一端设置于腔体110内,转子400 和搅动结构300均固定于转轴500周侧。转轴500作为电机1000的转动扭矩输出轴,转轴500的轴心与定子200的轴心、转子400的轴心同轴设置。利用转子400和搅动结构300均固定于转轴500周侧,从而转子400受电磁作用力转动而带动转轴500转动,转轴500驱动搅动结构300转动,且转轴 500输出转动扭矩。
在一个实施例中,转轴500具有第一端510和相对第一端510设置的第二端520。第一端510穿过第一端盖141,并且与第一端盖141之间设置第一轴承530。第二端520收容于腔体110内,第二端520伸出定子200的第二开口212,并伸入第二端盖143内部,第二端520与第二端盖143之间设置第二轴承540。第二轴承540与第二端盖143之间还设置弹性垫圈550,利用弹性垫圈550对转轴 500的横向震动进行缓冲吸收。转子400和搅动结构300套设固定于转轴500,并位于第一端510和第二端520之间。
在一个实施例中,搅动结构300与转子400均固定于转轴500的周侧,从而保证搅动结构300与转子400同步转动,且通过转轴500输出的转动扭矩驱动搅动结构300转动,可以实现利用较小部分的机械能,通过搅动结构300将绝缘液体120从定子200的转动内腔210搅动至定子200的内周表面,实现定子200冷却效率最大化,进而可以更进一步地提高机械能输出,形成良性循环,提高电机 1000能效比。
进一步地,在图12所示的实施方中,机壳100设有转轴孔150,转轴500的一端从转轴孔150伸出机壳100,转轴500伸出机壳100的一端用于输出转动扭矩。
具体的,转轴孔150设置于第一端盖141。第一端盖141内侧设有第一轴承支架1411,第一轴承530固定于第一轴承支架1411。第一端510依次穿过第一轴承530和转轴孔150,从而保证第一转轴 500的转动扭矩输出效率,避免第一转轴500晃动。第二端盖143设有第二轴承支架1431,第二轴承 540固定于第二轴承支架1431,并在第二轴承540与第二轴承支架1431之间设置弹性垫圈550。为了避免转轴孔150的内壁与转轴500的外周侧壁摩擦,转轴孔150的内壁与转轴500的外周侧壁间隙配合,以保证转轴500的有效转动。第一端510伸出机壳100可直接与负载连接,也可以通过联轴器与负载连接。本实施方式中,负载可以是螺旋桨2100,即电机1000驱动螺旋桨2100转动,从而可以为船舶3000输出推进力。
在另一个实施例中,请参阅图13,与图12所示实施例大致相同,不同的示,搅动结构300设有穿过第一端盖141的第一轴体310和穿过转子400的第二轴体320。第一轴体310的端部用于输出转动扭矩。第二轴体320与转子400固定,用以接收转子400的转动扭矩,从而使得转子400带动搅动结构300转动。另一端的搅动结构300的第一轴体310与第二端盖143转动配合。
当然,在另一个实施例中,请参阅图14,与图12所示实施例大致相同,不同的是,第一端510 和第二端520均收容于腔体110内。电机1000还包括负载转轴600,负载转轴600的一端穿过第一端盖141,伸入腔体110内,并与第一端510经联轴器进行连接,使得负载转轴600与转轴500同步转动。可以理解的是,本申请实施方式中,对电机1000输出转动扭矩的方式并不局限于以上通过转轴500直接输出、或者通过搅动结构300的第一轴体310输出、或者通过联轴器连接其他轴体输出,任何旨在通过刚性结构将转子400的转动扭矩输出至负载端的结构形式均可作为本申请的电机1000 实施方式。
进一步地,请参阅图15,电机1000包括第一阻挡件1100,第一阻挡件1100固定于转轴500上,并位于搅动结构300和转轴孔150之间,以阻挡搅动结构300甩开绝缘液体120至转轴孔150。
本实施方式中,第一阻挡件1100覆盖搅动结构300,使得第一阻挡件1100形成在搅动结构300 和转轴孔150之间的“屏障”,以有效阻挡从搅动结构300甩开的绝缘液体120向转轴孔150飞溅。可以理解的是,在腔体110内未注满绝缘液体120状态下,搅动结构300搅动绝缘液体120向定子 200的内周表面周向甩开,而部分绝缘液体120在高速运动状态下碰撞到定子200会向其他方向飞溅,也会有部分绝缘液体120从搅动结构300的外端离开后直接朝机壳100的内壁飞溅,而飞溅开的绝缘液体120会朝转轴孔150运动,若在搅动结构300与转轴孔150之间没有第一阻挡件1100,则会导致有部分的绝缘液体120从转轴孔150泄漏流失,导致绝缘液体120损耗,而绝缘液体120损耗会降低电机1000的散热效率,影响电机1000的运行效率。故在搅动结构300和转轴孔150之间设置第一阻挡件1100,可在腔体110未注满绝缘体状态下,有效阻挡搅动结构300搅动后绝缘液体120向转轴孔150飞溅而泄漏。具体的,第一阻挡件1100与转轴500紧密连接,以防止绝缘液体120从第一阻挡件1100与转轴500之间的间隙流动至转轴孔150,从而有效防止绝缘液体120泄漏,降低绝缘液体120损耗效率。由于第一阻挡件1100位于转轴孔150和靠近转轴孔150的搅动结构300之间,从而有效防止绝缘液体120从转轴孔150泄漏。
在一个实施例中,如图16所示,第一阻挡件1100设有第一隔离板1101,第一隔离板1101收容于转动内腔210,第一隔离板1101具有绕转轴500周向设置的圆柱面1102,圆柱面1102与转动内腔 210的内周表面间隙配合,圆柱面1102的直径大于搅动结构300的外径。第一隔离板1101为圆形板件。第一隔离板1101与转动内腔210的内周表面之间间隙较小,有效防止搅动结构300甩开的绝缘液体120朝转动内腔210外部飞溅。
具体的,第一隔离板1101具有背离转轴孔150的第一阻挡面1103,第一阻挡面1103大致垂直转轴500的轴向。第一阻挡面1103与圆柱面1102连接。圆柱面1102与转动内腔210的内周表面间隙配合,使得第一隔离板1101可随转轴500在转动内腔210内转动。第一隔离板1101靠近转动内腔 210朝向转轴孔150的开口,以保证转动内腔210内提供足够安装空间给搅动结构300和转子400。可以理解的是,当飞溅的绝缘液体120运动至第一阻挡面1103后,第一阻挡面1103在旋转运动下带动与之接触的绝缘液体120作离心运动,最终甩开至定子200的内周表面,以对定子200有效降温。更为具体的,第一阻挡面1103与搅动结构300间隔设置,以便于分别对第一隔离板1101和搅动结构 300拆卸维护。
在另一个实施例中,如图17所示,与图16所示实施例大致相同,不同的是,第一隔离板1101 与搅动结构300一体设置。第一隔离板1101设置于搅动结构300背离转子400一侧,以便于第一隔离板1101对横向飞溅的绝缘液体120进行阻挡,并使得飞溅的绝缘液体120向定子200的内周表面运动。具体的,第一隔离板1101由搅动结构300背离转子400的端面延伸出,第一隔离板1101的外径大于搅动结构300的外径,从而使得第一隔离板1101可以有效阻挡从搅动结构300飞溅出的绝缘液体120运动。
在另一个实施例中,如图18所示,与图16所示实施例大致相同,不同的是,第一阻挡件1100 设有第二隔离板1104,第二隔离板1104位于转动内腔210外,第二隔离板1104遮盖转动内腔210朝向转轴孔150的开口。第二隔离板1104可以是圆形板件,也可以是方形板件,也可以是六边形板件,即任何旨在能够遮挡转动内腔210开口的结构形式均可作为第二隔离板1104的实施方式。具体的,第二隔离板1104具有背离转轴孔150的第二阻挡面1105,第二阻挡面1105与定子200的端面间隔设置。第二阻挡面1105完全覆盖转动内腔210朝向转轴孔150的开口。在搅动结构300搅动绝缘液体120飞向定子200的内周表面后,部分绝缘液体120会从转动内腔210朝向转轴孔150的开口飞出,并且飞出的绝缘液体120会飞溅至第二阻挡面1105上,被第二阻挡面1105阻挡向转轴孔150运动,实现防止绝缘液体120泄漏,降低绝缘液体120损耗率,保证电机1000的散热效率。由于第二隔离板1104可随转轴500旋转,第二阻挡面1105可带动与之接触的绝缘液体120作离心运动最终甩开至第二隔离板1104周侧的机壳100内壁上,从而使得带走了定子200热量的绝缘液体120飞向第二隔离板1104,并被第二隔离板1104甩向机壳100,最终实现与机壳100进行热交换,使得电机1000 散热效率提高。进一步地,请参阅图19和图20,电机1000还包括密封件700,密封件700固定于机壳100,并封堵转轴500外周侧壁与转轴孔150的内壁之间的间隙。
本实施方式中,密封件700固定于第一端盖141。密封件700设有过孔701,转轴500穿过密封件700的过孔701,转轴500的外周侧壁与过孔701的内壁紧密配合,密封件700的外周侧壁与转轴孔150的内周侧壁紧密配合,从而密封件700密封于转轴500的外周侧壁与转轴孔150的内壁之间,密封件700用于防止机壳100外的介质进入腔体110内,同时还防止机壳100内的绝缘液体120泄漏至机壳100外。密封件700具有弹性形变性能,以使得密封件700可弹性抵持于转轴500的外周侧壁以及转轴孔150的内壁,以增加密封件700的密封性能,并且还可以适配转轴500的浮动,保证转轴 500与第一端盖141的密封。
在一个实施例中,密封件700设有朝向转轴孔150的第一密封唇边710和具有朝向腔体110内侧的第二密封唇边720,第一密封唇边710用于防止机壳100外的介质进入腔体110内,第二密封唇边 720用于防止绝缘液体120流出腔体110外。
具体的,密封件700设有第一密封圈730和与第一密封圈730相对的第二密封圈740,以及设置于第一密封圈730和第二密封圈740之间的密封垫圈750。第一密封圈730和第二密封圈740的外径相等。在第一密封圈730和第二密封圈740处于自然舒展状态下,第一密封圈730的外径和第二密封圈740的外径均大于转轴孔150的内径,以保证第一密封圈730和第二密封圈740的外壁均可以紧密抵触转轴孔150的内壁。密封垫圈750为刚性垫圈,第一密封圈730和第二密封圈740分别贴合于密封相对的两侧面。密封垫圈750用于支撑第一密封圈730和第二密封圈740,以防止第一密封圈 730和第二密封圈740受压过度变形,防止第一密封圈730和第二密封圈740与转轴孔150内壁之间出现间隙。
更为具体的,第一端盖141在转轴孔150的内壁设有第一密封凸缘1412和第二密封凸缘1413。第二密封凸缘1413临近腔体110。第一密封凸缘1412的顶部至转轴孔150内壁的距离小于第二密封凸缘1413的顶部至端盖149转轴500内壁的距离。第二密封圈740卡持于第一密封凸缘1412和第二密封凸缘1413之间。第一密封圈730抵持于第一密封凸缘1412背离第二密封圈740一侧。密封垫圈750与第一密封凸缘1412之间存在装配间隙。
第一密封圈730具有第一底圈731和由第一底圈731延伸出的第一侧圈732,第一底圈731贴合于转轴孔150内壁,第一侧圈732由第一底圈731靠近第一密封凸缘1412一端延伸出,第一侧圈732 贴合于第一密封凸缘1412和密封垫圈750。第一密封唇边710由第一侧圈732远离第一底圈731的端部向远离腔体110外侧方向延伸。第一密封唇边710紧密贴合转轴500外周侧壁。第一密封唇边 710贴合转轴500外周侧壁的一面设有多个第一齿形密封筋,多个第一齿形密封筋沿转轴500的轴向等距排布,从而构成多道密封结构,提高密封性能。由于第一密封唇边710是朝向腔体110外侧延伸,故第一密封圈730受腔体110外侧介质压力作用时,第一密封唇边710、第一侧圈732和第一底圈731呈向外扩张趋势,使得第一密封唇边710、第一侧圈732和第一底圈731分别紧密贴合于转轴 500外周侧壁、密封垫圈750和转轴孔150内壁上,从而达到有效防止腔体110外部的介质进入腔体 110内。
第二密封圈740具有第二底圈741和由第二底圈741延伸出的第二侧圈742,第二底圈741贴合于转轴孔150内壁,第二侧圈742由第二底圈741靠近第一密封凸缘1412一端延伸出,第二侧圈742 贴合于第一密封凸缘1412和密封垫圈750。第二密封唇边720由第二侧圈742远离第一底圈731的端部向腔体110内方向延伸。第二密封唇边720紧密贴合转轴500外周侧壁。第二密封唇边720贴合转轴500外周侧壁的一面设有多个第二齿形密封筋,多个第二齿形密封筋沿转轴500的轴向等距排布,从而构成多道密封结构,提高密封性能。由于第二密封唇边720是朝向腔体110内侧延伸,故第二密封圈740受腔体110内侧绝缘液体120的压力作用时,第二密封唇边720、第二侧圈742和第二底圈741呈向外扩张趋势,使得第二密封唇边720、第二侧圈742和第二底圈741分别紧密贴合于转轴500外周侧壁、密封垫圈750和转轴孔150内壁上,从而达到有效防止腔体110内的绝缘液体120 泄漏至腔体110外。
可以理解的是,在其他实施例中,第一密封圈730与第二密封圈740可以直接相贴合,使得密封件700的结构简单,减少生产成本。
进一步地,请参阅图21,在一个实施例中,转子400至少部分浸没于绝缘液体120中。为了便于清楚地说明,以图21所示的电机1000状态为例。在转子400的轴心横向水平设置,且转子400处于静置状态,而腔体110内绝缘液体120未注满,则绝缘液体120的上表面至转子400轴心的距离小于转子400的外径,从而使得转子400至少部分可浸没于绝缘液体120。当转子400转动时,转子400 可搅动绝缘液体120,使得绝缘液体120被转子400搅动甩开至转子400周围的定子200,并且转子 400整体也会由于自身转动而覆带部分绝缘液体120,最终绝缘液体120充分与定子200和转子400 接触,使得绝缘液体120对定子200和转子400均有效进行降温。
在另一个实施例中,请参阅图22,与图21所示实施例大致相同,不同的是,当电机1000横置,转子400的轴心横向水平设置,绝缘液体120未注满腔体110,且绝缘液体120盖过转子400的轴心,则绝缘液体120的上表面至转子400轴心的距离可不作限定,即保证转子400能与绝缘液体120 接触就行。当转子400转动后,转子400仍然可以搅动绝缘液体120甩开至转子400周围的定子200,且转子400浸没于绝缘液体120的比例提高,使得转子400的降温冷却效率提高。
当然,可以理解的是,在腔体110内注满绝缘液体120状态下,转子400完全浸没于绝缘液体 120内,转子400转动也可以带动绝缘液体120旋转,并且绝缘液体120可以导走转子400和定子 200的热量至机壳100。
进一步地,请参阅图23,在图21的实施例的基础上,转子400设有磁性件420,绝缘液体120 与磁性件420接触,以对磁性件420降温。磁性件420为永磁体。通过定子200的线圈绕组220根据电信号产生交替变化的磁场,从而转子400受交替变化的磁场作用而相对定子200转动。利用转子400至少部分浸没于绝缘液体120,在转子400转动后,转子400可搅动绝缘液体120甩开,由于磁性件420绕转子400的轴心旋转,进而使得绝缘液体120被转子400搅动后可在重力作用下渗入转子400内部的磁性件420,保证磁性件420可接触到绝缘液体120,使得绝缘液体120可吸收磁性件 420的热量。当然,在其他实施方式中,磁性件420也可以是电磁线圈,通过转子400接收电信号,使得转子400与定子200产生交替变化的磁场,进而转子400相对定子200转动。
本实施例中,转子400还设有转子支架430,转子支架430沿转子400轴向设有多个插槽431,多个插槽431绕转子400的轴心环向排布。转子400设有多个磁性件420,每个磁性件420对应插入每个插槽431内,从而多个磁性件420固定于转子支架430上。转轴500穿过转子支架430,并与转子支架430固定。作为一种实施方式,磁性件420的部分可浸没于绝缘液体120中,从而使得磁性件420大面积与绝缘液体120接触,从而使得磁性件420有效降温,以保证磁性件420的寿命,从而保证电机1000的运行效率。
本实施方式中,搅动结构300与转子400一体设置或相隔离。
在一个实施例中,请参阅图24,搅动结构300与转子400一体设置。具体的,在图23所示实施例的基础上,转子支架430的一端沿转子400的轴向延伸出搅动结构300,即转子支架430的一部分形成搅动结构300,即转子400的一部分构成搅动结构300,从而使得搅动结构300与转子400一体。利用转子400与搅动结构300一体,可以避免搅动结构300的转速小于转子400,使得搅动结构300 搅动绝缘液体120的重量得到保证。
在另一个实施例中,请参阅图25,与图24所示实施例不同的是,转子400的转子支架430的一部分和磁性件420的一部分共同构成搅动结构300,例如转子支架430的端部和多个磁性件420的端部共同构成搅动结构300,使得搅动结构300与转子400一体。
在另一个实施例中,如图19所示,转子400与搅动结构300相隔离。具体的,搅动结构300与转子支架430的端部间隔设置,即搅动结构300与转子400端部间隔设置。利用搅动结构300与转子 400分离,便于对搅动结构300拆卸维护,可以根据不同的冷却需求更换不同的搅动结构300。作为一种实施方式中,电机1000设置两个搅动结构300,两个搅动结构300分别位于转子400的两端,并于转子400的两端间隔设置。
在一个实施例中,请参阅图26,搅动结构300设有第一转动环330,第一转动环330具有第一外周面331,第一外周面331具有预设表面粗糙度,以使第一外周面331可粘附部分绝缘液体120。
具体的,第一转动环330设有第一配合孔332,第一配合孔332的内壁与转轴500的外周侧壁固定配合,从而使得第一转动环330与转轴500固定连接。第一转动环330可绕转轴500的轴心旋转。第一转动环330的一端与转子400的一端间隔设置。作为一种实施方式,第一配合孔332内壁设有固定键,转轴500的外周侧壁设有与固定键配合的键槽,从而使第一转动环330与转轴500可同步转动。当然,在其他实施方式中,也可以是第一配合孔332内壁设置键槽,转轴500的外周侧壁设置与键槽配合的固定键,本申请实施例中,对第一配合孔332内壁与转轴500的外周侧壁固定配合形式并不局限以上方式。第一外周面331设有表面粗糙结构,表面粗糙结构可成规则或不规则性排布。表面粗糙结构使得第一外周面331具有预设的粗糙度。可以理解的是,当刚性结构表面由光滑向粗糙转变的过程中,刚性结构的表面与流体的作用力属性逐渐由剪切力作用向粘附力作用演变,也就是刚性结构表面的表面粗糙度大到一定程度,刚性结构的表面对流体的作用力以粘附作用力为主,即增加表面粗糙度可以使得刚性结构粘附流体作用明显加强。
本实施例中,通过第一转动环330的第一外周面331设置预设粗糙度,从而使得第一外周面331 对绝缘液体120的粘附作用力加强。以图示状态进行说明,腔体110内未注满绝缘液体120,在第一转动环330随转轴500转动时,由于第一转动环330的一部分浸没于低位的绝缘液体120中,第一外周面331可以带起部分绝缘液体120离开低位的绝缘液体120并转动上升至高位,并当第一外周面 331的表面粘附力不足以平衡绝缘液体120的离心作用力时,高位的绝缘液体120脱离第一外周面 331,被甩开至第一转动环330的周围,最终甩向至第一转动环330周围的定子200内壁上,最终使得定子200得以冷却。
可以理解的是,腔体110内注满绝缘液体120,第一转动环330完全浸没于绝缘液体120。利用第一外周面331具有预设粗糙度,从而使得第一外周面331可以带动附近的绝缘液体120旋转,使得位于第一外周面331附近的绝缘液体120形成层流旋转,进而利用液体之间的牵引力带动腔体110内的绝缘液体120旋转,使得绝缘液体120以旋转运动的方式将定子200的热量传导至机壳100,增加了导热效率。
本实施方式中,请参阅图27、图28和图29,第一外周面331设有多个凹槽3311或/和多个凸包3312,以使得第一外周面331具有预设粗糙度。第一外周面331的凹槽3311或/和凸包3312可以经表面滚花工艺形成。当然,在其他实施方式中,第一外周面331也可以通过磨削、车销、铣削等工艺加工出多个凹槽3311或/和多个凸包3312结构。
在一个实施例中,如图27所示,第一外周面331设有多个凸包3312,每一凸包3312呈三棱锥状。多个凸包3312可以是按照表面滚花工艺加工形成。多个凸包3312彼此相连接。多个凸包3312 按照第一转动环330的周向和轴向进行阵列排布。当第一外周面331与绝缘液体120接触时,相邻两个凸包3312之间的空间可以粘附部分绝缘液体120。当然,在其他实施方式中,凸包3312也可以是四边柱体、或五边柱体、或六边块状等任意形状。多个凸包3312也可以是在第一外周面331随机分布,或者是按照环形阵列排布。
在另一个实施例中,如图28所示,第一外周面331设有多个凹槽3311,每一凹槽3311呈三棱锥状。多个凹槽3311可以是按照表面滚花工艺加工形成。多个凹槽3311彼此相连接。多个凹槽 3311按照第一转动环330的周向和轴向进行阵列排布。当第一外周面331与绝缘液体120接触时,每一凹槽3311内的空间可以粘附部分绝缘液体120。当然,在其他实施方式中,凹槽3311也可以是四边形凹槽、或五边形凹槽、或六边形凹槽等任意形状。多个凹槽也可以是在第一外周面331随机分布,或者是按照环形阵列排布。
在另一个实施例中,如图29所示,第一外周面331设有多个凸包3312和多个凹槽3311,每一凸包3312呈半球形,每一凹槽3311呈半球形。多个凹槽3311和多个凸包3312均通过表面铣削工艺加工形成。多个凸包3312和多个凹槽3311均按照第一转动环330的周向和轴向进行阵列排布,且凸包3312与凹槽3311交替排布。当第一外周面331与绝缘液体120接触时,每一相邻两个凸包 3312之间及每一凹槽3311内均可以粘附部分绝缘液体120。当然,在其他实施方式中,凹槽3311 或凸包3312也可以是方形、三角形、或五边形等任意形状。多个凹槽3311或多个凸包3312也可以是在第一外周面331随机分布,或者是按照环形阵列排布。
可以理解的是,本申请实施例中,对第一外周面331的粗糙结构并不局限于以上方式,任何旨在使得圆柱圆柱面获得预设粗糙度的粗糙结构均可作为本申请的实施方式,例如,本申请的实施方式也可以是第一转动环330为铁环,第一转动环330经砂模铸造成型,第一外周面331具有多个沙砾颗粒大小的凸包3312和凹槽3311,从而使得第一外周面331的表面具有预设粗糙度。
在一个实施例中,请一并参阅图26和图27,预设表面粗糙度与第一外周面331单位面积内所粘附的绝缘液体120重量成正比,即设置第一外周面331的预设表面粗糙度增大,则第一外周面331单位面积内粘附的绝缘液体120重量也增大。在腔体110内未注满绝缘体状态下,通过设置预设表面粗糙度与第一外周面331单位面积内所粘附的绝缘液体120重量成正比,而第一转动环330单位时间内所甩开的绝缘液体120重量等于第一外周面331的总面积乘以单位面积所粘附的绝缘液体120重量再乘以第一转动环330的转动速率,也就是说增大第一转动环330的预设表面粗糙度则可以增大第一转动环330单位时间内甩开的绝缘液体120重量,从而增大定子200单位时间内的降温速率。
在一个实施例中,预设表面粗糙度与转子400的额定转速成反比,即设置转子400的额定转速增大,则预设表面粗糙度需要相应减小。需要注意的是,预设表面粗糙度与转子400的额定转速是在第一转动环330能够甩开的绝缘液体120重量恒定的条件下呈反比,换言之,设置第一转动环330甩开的绝缘液体120重量始终保持在预设值,若转子400的额定转速增大,则第一外周面331的预设表面粗糙度减小。在腔体110内未注满绝缘体状态下,通过设置预设表面粗糙度与转子400的额定转速成反比,可以达到搅动绝缘液体120损耗与电机1000的冷却效率达到最优化。可以理解的是,当转子 400的额定转速增大,使得第一转动环330的额定转速也会相应提高,而当第一转动环330在高速运行下,被甩开的绝缘液体120运动速率也会提高,设置第一外周面331的粗糙度减小,则第一外周面 331单位面积内所粘附绝缘液体120重量减小,而由于第一转动环330的额定转速提高,则第一转动环330在单位时间内所甩开的绝缘液体120重量可以保持不变,从而可以维持电机1000的冷却降温效率。故在转子400的高额定转速下,设置第一转动环330的较小的表面粗糙度即可改善电机1000的冷却降温效率。
作为一种实施方式,在腔体110内未注满绝缘体时,通过控制转子400的额定转速在 500rpm~1500rpm,第一外周面331单位时间内甩开的绝缘液体120重量占绝缘液体120总重量之比小于或等于30%,使得第一转动环330无需甩开大量的绝缘液体120即可满足对定子200的降温要求。由于第一外周面331是通过表面粘附作用将绝缘液体120带起,故绝缘液体120对第一转动环 330的转动阻力几乎较小,使得电机1000转动扭矩输出效率得到保证,且能够有效将绝缘液体120 甩开至周围的定子200内壁上。第一外周面331甩开的绝缘液体120为被第一外周面331粘附并带动至高位进而最终甩向至定子200内壁的绝缘液体120。通过控制转子400转速和第一外周面331甩开的绝缘液体120重量的关系,使得电机1000可以应对绝大多数工况,并且被甩开的绝缘液体120 的重量不会太大,从而甩开绝缘液液体所损耗的机械能也不会太大,进而保证了电机1000的在冷却降温的安全条件下运行,且运行效率达到优化。
本实施方式中,转子400的额定转速增大,第一转动环330单位时间内甩开的绝缘液体120重量与绝缘液体120的总重量占比增大,且两者呈非线性关系。可以理解的是,转子400的额定转速在 1500rpm时,第一外周面331单位时间内甩开的绝缘液体120重量占绝缘液体120总重量之比大致等于30%。当转子400的额定转速在500rpm时,第一外周面331单位时间内甩开的绝缘液体120重量占绝缘液体120总重量之比大致为20%。当转子400的额定转速在1000rpm时,第一外周面331 单位时间内甩开的绝缘液体120重量占绝缘液体120总重量之比大致为28%。
本实施方式中,预设表面粗糙度与第一转动环330的外径成反比,即设置第一外周面331的表面粗糙度增大,则第一转动环330的外径减小。需要注意的是,预设表面粗糙和第一转动环330的外径是在第一转动环330单位时间内甩开绝缘液体120重量恒定的条件下呈反比,换言之,设置第一转动环330单位时间内甩开的绝缘液体120重量始终保持在预设值,若预设表面粗糙度增大,则第一转动环330的外径减小。
在另一个实施例中,请参阅图30,与图26实施例大致相同,不同的是,搅动结构300设有第二转动环340,第二转动环340的周侧设有凸台341,凸台341的一侧用于搅动绝缘液体120。第二转动环340具有第二配合孔342,第二配合孔342的内壁与转轴500的外周侧壁固定配合。作为一种实施方式,第二配合孔342内壁设有固定键,转轴500的外周侧壁设有与固定键配合的键槽,从而使第二转动环340与转轴500可同步转动。当然,在其他实施方式中,也可以是第二配合孔342内壁设置键槽,转轴500的外周侧壁设置与键槽配合的固定键,本申请实施例中,对第二配合孔342内壁与转轴500的外周侧壁固定配合形式并不局限以上方式。第二转动环340可绕转轴500的轴心旋转。第二转动环340的轴心与转轴500的轴心同轴设置。第二转动环340的一端与转子400的一端间隔设置。第二转动环340具有第二外周面343,凸台341设置于第二外周面343上。凸台341具有远离第二外周面343的凸台顶面3411。为了保证凸台341可搅动绝缘液体120,结合图示状态进行说明,图示中转轴500的轴心横向水平设置,凸台顶面3411至转轴500轴心的距离大于绝缘液体120的上表面至转轴500轴心的距离。
可以理解的是,请一并参阅图30和图31,在绝缘液体120未注满腔体110状态下,第二转动环 340随转轴500转动,凸台341绕转轴500的轴心转动。凸台341具有连接凸台顶面3411的第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413。第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413均大致平行第二转动环 340的轴向。结合图示状态进行说明,图中转轴500的轴向水平设置。凸台341绕转轴500的轴心转动,第一凸台侧面3412或第二凸台侧面3413与第二外周面343之间的空间可以容纳部分绝缘液体 120,并且第一凸台侧面3412或第二凸台侧面3413将部分绝缘液体120从低位搅动至高位,并且当第一凸台侧面3412或第二凸台侧面3413对绝缘液体120的推动力与绝缘液体120的离心力无法满足平衡时,绝缘液体120被甩开至第二转动环340周围,并最终甩向第二转动环340周围的定子200 内壁,以实现对定子200冷却降温。
可以理解的是,本实施例中,第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413均为平整面,在其他实施方式中,第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413也可以是曲面,第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413也可以不与转轴500的轴心平行。在其他实施方式中,也可以是凸台341的表面进行粗糙设置,使得凸台341的表面也具有一定粘附绝缘液体120的能力,从而增大搅动结构300单位时间内甩开绝缘液体120的重量。
进一步地,如图31所示,第二转动环340设有多个凸台341,多个凸台341沿第二转动环340周向等距间隔排布。多个凸台341均设置于第二外周面343上。结合图26示意说明,图中转轴500的轴向水平设置。当第二转动环340绕转轴500轴心转动,多个凸台341连续搅动绝缘液体120,从而使得被搅动的绝缘液体120连续推高,使得低位的绝缘液体120可被连续推升至高位处,并最终使得第二转动环340周围的定子200内壁均匀接触绝缘液体120,从而使得定子200有效降温。
具体的,在一个实施例中,相邻两个凸台341至第二转动环340的轴心所形成的夹角为30°~120°。结合图31所示进行说明,在图27中所示的第二转动环340截面上,将每一凸台341看作是第二外周面343上的一个点,将相邻两个凸台341分别与转轴500的轴心连线,则可以形成一个30°~120°的夹角。如图32所示,凸台341的数量为12个,则相邻两个凸台341至第二转动环340轴心所形成的夹角为30°。在其他实施例中,凸台341的数量为3个,则相邻两个凸台341中第二转动环340的轴心所形成的夹角为120°。凸台341的数量为6个,则相邻两个凸台341中第二转动环340的轴心所形成的夹角为60°。也就是说,在第二转动环340的周向排布凸台341的数量可以是3个~12个,从而使得多个凸台341可以连续有效地搅动绝缘液体120,并将绝缘液体120甩开至第二转动环340周围的定子200内壁上。
当然,在另一实施例中,请参阅图33,与图31所示实施例大致相同,不同的是,第二外周面343 上设置多个第一凸台344和多个第二凸台345,多个第一凸台344和多个第二凸台345均沿第二转动环340周向排布,且第一凸台344和第二凸台345沿第二转动环340的轴心方向上交错间隔排布。
在一个实施例中,如图34所示,凸台341由第二转动环340的一端延伸至第二转动环340的另一端。具体的,凸台341沿平行转子400的轴心方向延伸,即凸台341的长度加长,从而使得第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413的面积加大,即第一凸台侧面3412和第二凸台侧面3413所能搅动的绝缘液体120更多,使得第二转动环340单位时间内甩开的绝缘液体120重量加大,提高对定子 200的冷却降温效率。
在另一实施例中,如图35所示,凸台341具有靠近转子400的第一凸台端面3414和远离转子 400的第二凸台端面3415,第一凸台端面3414与第二转动环340靠近转子400的端面存在间距,第二凸台端面3415与第二转动环340远离转子400的端面存在间距。利用凸台341与第一转动环330 的两端面存在间距,减小凸台341搅动绝缘液体120阻力,从而减小搅动绝缘液体120的动能损耗。
在一个实施例中,请参阅图36,结合图30的示意进行说明,凸台341的底端至顶端的方向与第二转动环340的轴心至凸台341底端的方向成预设夹角a。将凸台341的底端、凸台341的顶端和第二转动环340的轴心均看作是在图32所示截面上的单点,将凸台341的底端和凸台341的顶端进行连线,并将凸台341的底端与第二转动环340的轴心进行连线,两条连线能够形成预设夹角a。利用凸台341的底端至凸台341的顶端方向相对凸台341的底端至第二转动环340的轴心方向倾斜,可以使得凸台341的一侧与第二外周面343之间的空间更为狭窄。当转子400带动第二转动环340朝凸台341倾斜方向转动时,可以使得凸台341与第二外周面343之间的狭窄空间内可以带起更多的绝缘液体120,从而使得第二转动环340单位时间内可以甩开绝缘液体120的重量增大,即在第二转动环340朝第一方向转动时,对定子200的冷却效率提高。可以理解的时,将转子400朝第一方向 (图32中逆时针方向)转动定义为电机1000常用运行状态,则可以保证电机1000在常用运行状态下,可以有效对定子200降温,保证电机1000运行效率。由于本申请实施方式的电机1000应用于船用推进器2000上,电机1000的转子400朝第一方向转动,可以驱动螺旋桨2100朝第一方向转动,从而推进船舶3000前进,以保证电机1000在推进船舶3000前进状态下,有效冷却,提高运行效率。
在一个实施例中,凸台341的底端和凸台341的顶端连线,与凸台341的底端和第二转动环340 的轴心连线的预设夹角a为0°~60°。可以理解的是,凸台341朝一侧倾斜的极限状态是,凸台341的顶端和凸台341的底端连线,与凸台341的底端和第二转动环340的轴心连线的预设夹角a呈60°。当预设夹角a大于60°,则凸台341第二外周面343之间的狭窄空间所带起的绝缘液体120重量减小,使得第二转动环340单位时间内甩开的绝缘液体120重量减小,无法满足冷却要求。
在另一个实施例中,请参阅图37,搅动结构300设有第三转动环350,第三转动环350的周侧设有内腔351和连通内腔351的通孔352,通孔352远离内腔351的开口设置于第三转动环350的外周面,内腔351的内壁和通孔352的内壁用于搅动绝缘液体120。在第三转动环350转动的过程中,绝缘液体120可以进入内腔351,并随内腔351绕转轴500的轴心转动,在内腔351的内壁对绝缘液体 120的约束力不足以与绝缘液体120的离心力平衡时,绝缘液体120经通过甩开至第三转动环350的周围,最终被甩开至第三转动环350周围的定子200的内周表面上,实现对定子200有效冷却降温。
具体的,请一并参阅图37和图38,第三转动环350设有第三配合孔353,第三配合孔353的内壁与转轴500的外周侧壁固定配合,从而使得第三转动环350与转轴500固定连接。第三转动环350 可绕转轴500的轴心旋转。第三转动环350的轴心与转轴500的轴心同轴设置。第三转动环350的一端与转子400的一端间隔设置。作为一种实施方式,第三配合孔353内壁设有固定键,转轴500的外周侧壁设有与固定键配合的键槽,从而限制第三转动环350与转轴500同步转动。当然,在其他实施方式中,也可以是第三配合孔353内壁设置键槽,转轴500的外周侧壁设置与键槽配合的固定键,本申请实施例中,对第三配合孔353内壁与转轴500的外周侧壁固定配合形式并不局限以上方式。第三转动环350具有第三外周面354,通孔352由第三外周面354向第三转动环350的轴心延伸。内腔 351位于第三配合孔353的内壁与第三外周面354之间。内腔351与第三配合孔353相隔离,以保证第三转动环350有效固定于转轴500上,防止第三转动环350晃动。通孔352远离第三外周面354的开口设置于内腔351靠近第三外周面354的内壁上。当第三转动环350转动时,内腔351内的绝缘液体120会在离心作用下聚集于内腔351靠近第三外周面354的内壁,并在绝缘液体120的离心作用力与内腔351的约束力不平衡时,绝缘液体120从通孔352流出,并被甩开至第三转动环350周围。可以理解的时,内腔351的容积明显大于通孔352的容积,使得内腔351内可以容纳足够多的绝缘液体120,以使得第三转动环350甩开的绝缘液体120足够多。
进一步地,第三转动环350设有多个内腔351和多个通孔352,多个内腔351沿第三转动环350 周向间隔排布,每一内腔351连通至少一个通孔352。
本实施方式中,每一内腔351对应与一个通孔352连通,从而使得每一内腔351内的绝缘液体 120只能从对应的通孔352流出。当然,在其他实施方式中,每一内腔351也可以对应与两个或两个以上的通孔352连通,也就是说每一内腔351内的绝缘液体120可以从两个或两个以上的通孔352流出内腔351外。相邻两个内腔351相靠近的两个内壁之间的间距等距设置,也就是多个内腔351沿第三转动环350的周向均匀排布,以使得第三转动环350向周围甩开的绝缘液体120均匀散开。
进一步地,如图38所示,相邻两个内腔351之间通过隔板隔开,隔板沿第三转动环350径向延伸。
具体的,每一内腔351具有第一内侧面3511和与第一内侧面3511相对的第二内侧面3512。第一内侧面3511和第二内侧面3512均平行第三转动环350的径向。其中一个内腔351的第一内侧面 3511与相邻一个内腔351的第二内侧面3512之间形成隔板,从而隔板沿第三转动环350的径向延伸。由于内腔351与内腔351之间相互独立,从而保证了内腔351与内腔351之间不会相互干扰,使得每个内腔351甩开的绝缘液体120重量大致相同,以对定子200内壁均匀冷却降温。当然,在其他实施方式中,也可以是在一个内腔351的第一内侧面3511朝相邻一个内腔351的第二内侧面3512设置相连通孔,从而在第三转动环350转动过程中,绝缘液体120可以从一个内腔351流动至另一个内腔351,进而减小流动阻力,减小动能损耗。
进一步地,请继续参阅图38,内腔351具有远离第三转动环350轴心的圆弧内壁3513,圆弧内壁3513平行第三转动环350的外周面,且圆弧内壁3513至第三转动环350外周面的距离大于隔板的厚度。
本实施方式中,内腔351还具有靠近第三转动环350轴心的圆弧底壁3514。圆弧底壁3514平行圆弧内壁3513。通孔352从第三外周面354延伸至圆弧内壁3513。圆弧底壁3514至圆弧内壁3513 的距离大于通孔352的深度,以保证内腔351壳容纳足够多的绝缘液体120,且减小第三转动环350 重量,减小动能损耗。利用圆弧内壁3513至第三外周面354的距离大于隔板的厚度,提高第三转动环350单位时间内甩开绝缘液体120重量,提高冷却效率。
在另一实施方式中,请参阅图39,与图38示实施方式大致相同,不同的是,内腔351具有远离第三转动环350轴心的第一顶端内壁3515和与第一顶端内壁3515呈夹角的第二顶端内壁3516。通孔352连通内腔351的开口设置于第一顶端内壁3515与第二顶端内壁3516相连接出,第一顶端内壁3515和第二顶端内壁3516形成漏斗状,从而在第三转动环350甩开绝缘液体120时,第一顶端内壁3515和第二顶端内壁3516对绝缘液体120的约束力减小,使得绝缘液体120可以快速流出腔体 110,从而提高了冷却降温效率。
进一步地,在图38的实施例中,请一并参阅图37和图38,第三转动环350设有多排通孔352,每一排通孔352沿平行第三转动环350的轴心方向排布。
本实施方式中,每一排通孔352对应与每一个内腔351连通。利用每一排通孔352沿平行第三转动环350轴心方向排布,使得每一内腔351内的绝缘液体120从横向排布多个通孔352流出的速率是一致的,从而保证了每一内腔351甩开的绝缘液体120是均匀排布的。具体的,每一排通孔352由两个通孔352并排构成。当然,在其他实施方式中,每一排通孔352也可以是由三个或三个以上的通孔352构成。每一排通孔352也可以是沿曲线排布,使得多排通孔352呈螺旋曲线排布。
进一步地,请继续参阅图38,通孔352靠近内腔351的内壁设置。具体的,通孔352靠近第一内侧面3511。在第三转动环350朝第一方向转动(图38的逆时针方向)时,第一方向为第二内侧面 3512至第一内侧面3511的方向。也就是说,通孔352的中心至第一内侧3511的距离小于通孔352的中心至第二内侧面3512的距离。在每一内腔351对应与一排通孔352连通时,一排的通孔352均靠近第一内侧面3511。在第三转动环350朝第一方向转动时,甩开的绝缘液体120重量大于第三转动环350朝另一方向转动甩开的绝缘液体120重量,以保证电机1000在常用运行状态下的冷却效率。
在另一个实施例中,如图40所示,每一内腔351对应与第一通孔3521和第二通孔3522连通。第一通孔3521靠近第一内侧面3511,第二通孔3522靠近第二内侧面3512。将第一通孔3521和第二通孔3522均看作是圆形孔,则第一通孔3521的中心线为距离第一通孔3521内壁周向相等的线,第二通孔3522的中心线为距离第二通孔3522内壁周向相等的线。第一通孔3521的中心线至第一内侧面3511的距离与第二通孔3522的中心至第二内侧面3512的距离相等,从而第三转动环350无论朝哪个方向转动,内腔351所甩开的绝缘液体120重量都大致相同,以使得电机1000可以应对更多场景。
进一步地,在一个实施例中,请继续参阅图37,通孔352沿第三转动环350的径向延伸。具体的,绝缘液体120从通孔352流出内腔351的阻力减小,保证绝缘液体120可以顺利从通孔352流出内腔351,使得第三转动环350单位时间内甩开绝缘液体120的重量得到保证,从而保证了电机1000 的冷却效率。
进一步地,在一个实施例中,通孔352的孔径与内腔351的容积成正比,即内腔351容积增大,则通孔352的孔径也会增大。通过通孔352的孔径与内腔351的容积成正比,能够保障通孔352有效排除内腔351内的绝缘液体120,以保证第三转动环350单位时间内甩开绝缘液体120的重量足够满足需求。
进一步地,在一个实施例中,第三转动环350的端部设有连通内腔351的开口,开口用于向内腔 351内引入绝缘液体120。
本实施方式中,第三转动环350在靠近转子400的一端面和远离转子400的一端面均设置开口。具体的,第一内侧面3511、第二内侧面3512、圆弧底壁3514和圆弧内壁3513均延伸至第三转动环 350的端面,从而在第三转动环350两个相对的端面上形成连通内腔351的开口。转子400的轴心水平设置,转子400处于静置状态,圆弧内壁3513至转轴500轴心的距离大于绝缘液体120的上表面至转轴500轴心的距离,从而可以保证圆弧内壁3513至少部分浸没在绝缘液体120内,即绝缘液体 120可以很容易地由开口进入内腔351,以保证内腔351可以获取足够的绝缘液体120,进而保证了第三转动环350在转动时,单位时间内可以甩开绝缘液体120的重量足够多。当然,在其他实施方式中,第三转动环350也可以是仅在靠近转子400的一端面设置连通内腔351的开口,或者是仅在远离转子400的一端面设置连通内腔351的开口。
本申请实施方式的搅动结构300并不局限于图示实施例,任何旨在搅动绝缘液体120以离心运动的方式甩开旨定子200的内周表面的结构均作为本申请搅动结构300的实施方式。
更进一步地,在图21的所示实施例中,搅动结构300的周侧正对定子200端部。由于定子200 端部设置线圈绕组220,故经搅动结构300甩开的绝缘液体120大量地与线圈绕组220接触,以使得线圈绕组220的温度可以迅速降低,从而针对性地对定子200端部的线圈绕组220进行降温冷却,使得电机1000的运行效率提高。可以理解的示,搅动结构300的周侧正对定子200端部可以结合至上述列举的各个实施例中,且并不局限于图示说明的实施例。
请参阅图41,结合图26所示实施例进行说明,第一转动环330的第一外周面331具有靠近转子 400的第一边3311和远离转子400的第二边3312。为了便于理解,在第一边3311与第二边3312之间设置虚拟的中线3313,中线3313至第一边3311和第二边3312距离相等。线圈绕组220具有远离转子400的绕组端面2201,为了便于理解,在绕组端面2201与转子400端面之间设置虚拟的端部中面2202,端部中面2202为距离绕组端面2201与距离转子400端面相等的平面。搅动结构300的周侧与定子200端部正对,可以理解为第一转动环330的中线3313位于定子200端部中面上,也就是说第一转动环330周侧所甩开的绝缘液体120可以均匀地与线圈绕组220接触,从而保证了线圈绕组220降温冷却效率最大化。
更进一步地,在图9~图41任意一个实施例中,搅动结构300朝第一方向(图36中逆时针方向) 转动时搅动第一重量的绝缘液体120,搅动结构300朝第二方向(图36中顺使针方向)转动时搅动第二重量的绝缘液体120,第一方向与第二方向相反,第一重量大于第二重量。可以理解的是,转子 400朝第一方向转动,即电机1000输出驱动船舶3000前进的动力,此时搅动结构300单位时间内甩开的绝缘液体120较多,以应对电机1000在驱动船舶3000前进时的高发热量进行降温。在转子400 朝第二方向转动,即电机1000输出推动船舶3000后退的动力,此时搅动结构300单位时间内甩开的绝缘液体120较少,以应对电机1000在驱动船舶3000后退时低发热量进行降温。也就是说,搅动结构300甩开的绝缘液体120第一重量大于第二重量,是为了满足电机1000在推动船舶3000前进或后退两种不同使用场景提供不同的降温冷却率,以保证电机1000运行效率的最优化,而不必在电机 1000以低发热量运行时,搅动结构300仍然甩开大量的绝缘液体120对其进行降温冷却,以防止浪费绝缘液体120的动能。可以理解的是,上述对第一重量大于第二重量的限定可以结合至上述列举的各个实施例,并不局限于图示实施例的说明。
特别地,具体以图36示实施例说明,由于第二转动环340的凸台341可以朝一侧倾斜,从而使得凸台341一侧带起绝缘液体120重量与另一侧带起绝缘液体120重量不同。凸台341朝第一方向倾斜,凸台341在第二外周面343较窄的夹角对绝缘液体120的夹持力更大,故凸台341朝第一方向倾斜的一侧所能搅动甩开的绝缘液体120重量更多,故第二转动环340朝第一方向转动时,凸台341 所搅动甩开的绝缘液体120重量较大,而第二转动环340朝第二方向转动时,凸台341所搅动甩开的绝缘液体120重量较小。
更进一步地,在图10~图41任意一个实施例中,转子400朝第一方向转动时具有第一工作频率,转子400朝第二方向转动时具有第二工作频率,第一工作频率大于第二工作频率。
本实施方式中,具体以图36实施例说明,转子400朝第一方向转动,即电机1000输出驱动船舶 3000前进的动力,此时转子400在第一工作频率下运行,转子400的工作转速较快。转子400朝第二方向转动,即电机1000输出驱动船舶3000后退的动力,此时转子400在第二工作频率下运行,转子400的工作转速较慢。显然,当电机1000控制转子400朝第一方向转动时,转子400的转速较快,定子200的发热量较大,而当电机1000控制转子400朝第二方向转动时,转子400的转速较慢,定子200的发热量较小,故利用第一重量大于第二重量,可以有效节省能耗。可以理解的是,上述对第一工作频率大于第二工作频率的限定可以结合至上述列举的各个实施例,并不局限于图示实施例的说明。
更进一步地,在图10~图41任意一个实施例中,搅动结构300设有临近转子400的平衡板360,平衡板360对转子400端部限位。
本实施方式中,具体以图42和图43示意说明,在图36的实施例中,平衡板360设置于第二外周面343上,平衡板360具有第一外侧面361和与第一外侧面361相对的第二外侧面362,以及具有连接于第一外侧面361和第二外侧面362之间的外侧端面363。第一外侧面361与第二转动环340靠近转子400的端面平齐。从而第一外侧面361和第二转动环340靠近转子400的端面共同对转子400 进行限位,具体的,电机1000设置两个第二转动环340,两个第二转动环340分别设置于转子400的两端。两个第二转动环340的平衡板360共同夹持转子400,避免转子400沿转轴500轴向移动。外侧端面363至第二转动环340的轴心大于转子400的外径,从而使得第一外侧面361和第二转动环 340靠近转子400的端面可有效覆盖转子400的端面,以使平衡板360有效保证转子400平衡转动。更为具体的,为了保证第三转动环350的结构强度,多个凸台341与平衡板360连接,避免凸台341 搅动的绝缘液体120在第二转动环340靠近转子400的一端散开,使得第二转动环340甩开的绝缘液体120有效集中于定子200的端部,对定子200端部的有效降温。可以理解的是,上述对搅动结构 300设有临近转子400的平衡板360的限定可以结合至上述列举的各个实施例,并不局限于图示实施例的说明。
在另一个实施例中,如图44所示,第二转动环340设有第一平衡板364和第二平衡板365,第一平衡板364设置于第二转动环340靠近转子400的一端,第二平衡板365设置于第二转动环340远离转子400的一端。第二平衡板365可以阻挡第二转动环340搅动绝缘液体120在转轴500轴向上朝远离定子200和转子400方向扩散,以保证对定子200和转子400有效降温冷却。
进一步地,在图10至图44的任意一项实施例中,如图45所示,转子400设有减重孔440,搅动结构300设有与减重孔440连通的引流孔370,引流孔370用于引导绝缘液体120进入减重孔440。
减重孔440设置于转子支架430上,减重孔440与插槽431相隔离,以保证磁性件420有效稳固于转子支架430上。具体的,转子支架430可设置多个减重孔440,多个减重孔440绕转子支架430 的轴向均匀排布。多个插槽431可以设置于转子支架430的外围,而多个减重孔440可靠近于转子 400的轴心,以减小磁性件420与定子200的距离,从而便于转子400的磁性件420与定子200的线圈绕组220电磁配合,并且可以增大转子400的扭力。引流孔370由第二转动环340远离转子400的端面延伸至靠近转子400的端面。由于第二转动环340与转子支架430相抵触,从而可以使得引流孔 370与减重孔440对接。在第二转动环340转动过程中,绝缘液体120可以流入引流孔370,并经引流孔370进入减重孔440,使得绝缘液体120可以有效对转子支架430降温。转子支架430设置导热率较高的钢材,从而可以利用转子支架430和绝缘液体120有效将转子400的磁性件420的发热量导走,实现对定子200和转子400共同散热。可以理解的是,上述对转子400设有减重孔440,搅动结构300设有与减重孔440连通的引流孔370的限定可以结合至上述列举的各个实施例,并不局限于图示实施例的说明。
进一步地,在图1~图45的任意一项实施例中,绝缘液体120的重量与搅动结构300的工作频率成反比。即腔体110内绝缘液体120的填充量与搅动结构300在电机1000工作时的转速成反比,换言之,若搅动结构300在电机1000工作时转速较大,则绝缘液体120在腔体110内的填充量可以较小,也就是在电机1000的额定转速较高的情况下,在腔体110内填充较少的绝缘液体120即可满足冷却要求,大致设置绝缘液体120的体积与腔体110容积占比大致在30%。可以理解的是,上述对绝缘液体120的重量与搅动结构300的工作频率成反比的限定可以结合至上述列举的各个实施例,并不局限于图示实施例的说明。
进一步地,在图1~图45的任意一项实施例中,绝缘液体120的体积与腔体110的容积占比 30%~50%。可以理解的是,由于绝缘腔体110以离心运动方式甩开至定子200的内周表面的冷却效率好于绝缘液体120以旋转运动与定子200的内周表面接触的冷却效率,即绝缘液体120未注满腔体110对定子200的冷却效率大于绝缘液体120注满腔体110对定子200的冷却效率。而当绝缘液体 120未注满腔体110时,选择绝缘液体120的体积与腔体110的容积占比30%~50%,可以使得搅动结构300对绝缘液体120的搅动损耗与绝缘液体120的降温冷却效率达到优化。
进一步地,在图1~图45的任意一项实施例中,机壳100在腔体110之外的部分用于与散热介质接触,机壳100将绝缘液体120的热量传递至散热介质。利用机壳100与散热介质接触,从而可以使得散热介质将机壳100热量导走,而机壳100经绝缘液体120吸收定子200温度,从而最终有效对电机1000的定子200、及电机1000内部其他部件热导走,对电机1000整体有效散热。
在一个实施例中,散热介质可以是水,电机1000在使用时,电机1000至于流动的水环境中,机壳100的远离腔体110的外表面131与散热介质接触,即机壳100的外表面131与水接触。当机壳 100经绝缘液体120吸收了机壳100内部热量后,机壳100外部的水经又吸收了机壳100的热量,从而实现电机1000整体散热。
在另一个实施例中,请参阅图46,机壳100在外表面131与腔体110的内壁之间设置冷却流道 190,散热介质通入冷却流道190,在电机1000外部还可以设置与冷却流道190对接的外部冷却流道。在机壳100经绝缘液体120吸收了机壳100内部热量,而通入冷却流道190的散热介质进一步吸收了机壳100的热量,而散热介质吸收了电机1000的热量后经外部冷却流道190导走,从而使得电机 1000整体散热。
可以理解的是,本申请的实施方式中,对与机壳100基础的散热介质并不局限于水,散热介质也可以是空气、氮气、油等其他任何导热介质。
更进一步地,请参阅图47,为了针对电机1000分区域进行有效降温,将腔体110内靠近第一端盖141的区域定位前腔室,将腔体110内靠近第二端盖143的区域定义为后腔室。为了使得前腔室冷却效率与后腔室的冷却效率进行区别,则转子400靠近第一端盖141的一端设置第一搅动结构301,转子400靠近第二端盖143的一端设置第二搅动结构302。第一搅动结构301与第二搅动结构302可以不同,使得第一搅动结构301和第二搅动结构302分别对前腔室和后腔室冷却,且冷却效率不同。例如,第一搅动结构301的转轴500轴向长度与第二搅动结构302在转轴500轴向的长度不同,第一搅动结构301的外径与第二搅动结构302的外径不同。
本实施方式中,为了将第一搅动结构301和第二搅动结构302有效固定于转轴500上,电机1000 还包括第一固定套500和第二固定套600,第一固定套500与第二固定套600均采用螺旋连接的方式固定于转轴500上,且第一固定套500将第一搅动结构301锁紧于转子400靠近第一端盖141一端,第二固定套600将第二搅动结构302锁紧于转子400靠近第二端盖143一端。当然,在其他实施例中,第一搅动结构301和第二搅动结构302也可以是通过其他方式固定于转子400的两端。
本实施方式中,电机1000还包括轴承挡板700,轴承挡板700大致呈U形状,轴承挡板700固定于第一轴承支架1411上,并位于第一搅动结构301和第一轴承530之间,以阻止第一轴承530脱离第一轴承支架1411撞击第一搅动结构301。当然,在其他实施方式中,电机1000也可以设置两个轴承挡板700,两个轴承挡板700分别固定于第一轴承支架1411和第二轴承支架1431,分别对第一轴承530和第二轴承540抵挡。
本实施方式中,如图48所示,第一端盖141设有伸入侧壳142的第一衔接板1419,第二端盖143 设有伸入侧壳142的第二衔接板1429。第一衔接板1419与侧壳142固定,其固定方式并不限定,任何旨在使第一衔接板1419与侧壳142稳固的方式均可作为本申请的实施方式。第二衔接板1429与侧壳142固定,其固定方式也并不限定,任何旨在使第二衔接板1429与侧壳142稳固的方式均可作为本申请的实施方式。第一衔接板1419设有至少一圈第一密封槽1418,第二衔接板1429设有至少一圈第二密封槽1428。并且,在第一密封槽1418和第二密封槽1428内分别设置有第一胶圈1417和第二胶圈1427,第一胶圈1417和第二胶圈1427均有效抵触于侧壳142的内壁,以实现第一端盖141 与侧壳142的密封衔接,以及第二端盖143与侧壳142的密封衔接。
进一步地,本实施方式中,如图48所示,电机1000为一种水下运行电机,第一端盖141的外表面131和第二端盖143的外表面131均呈圆锥状,以减小电机1000的外部水流阻力。为了保证电机 1000在水下运动稳定性,侧壳142的一侧设有稳定板900。在图所示的示意中,电机1000处于水下正常工作状态,稳定板900竖直朝下延伸,以减小电机1000的晃动,保证电机1000在水下稳定移动。
本实施方式中,电机1000还包括固定于侧壳142的支撑管800,支撑管800内部设有导线腔810。侧壳142在连接支撑处设有导线开口,侧壳142内连接定子200线圈绕组220的导线经导线开口伸出侧壳142外部。当支撑管800与侧壳142固定后,电机1000的导线伸入导线腔810。支撑管800 与侧壳142密封连接,以防止机壳100外部介质进入腔体110内。支撑管800对侧壳142有效支撑稳固,从而使得电机1000可以稳定在水下运行。
本实施方式中,电机1000还包括固定支撑管800远离侧壳142一端设置的安装法兰810,安装法兰810用于将机壳100固定于外部设备上。该外部设备可以是船舶3000,或者是船舶3000的推进支架。可以理解的是,本申请实施方式的电机1000并不局限于以上实施例,任何与本实施方式的电机1000与其模块简单结合或集成的结构都可以作为本申请的实施方式。
请参阅图49,本申请还提供一种船用推进器2000,船用推进器2000包括电机1000。船用推进器2000还包括螺旋桨2100,螺旋桨2100与转轴500轴连接。螺旋桨2100用以接收转轴500的转动扭矩。在船用推进器2000的螺旋桨2100置于水下,电机1000输出转动扭矩至螺旋桨2100,使得螺旋桨2100在水下转动,从而螺旋桨2100获得水流的反向作用力,即船用推进器2000整体获得推进力。可以理解的是电机1000的转子400朝第一方向转动,即电机1000驱动螺旋桨2100朝第一方向转动,船用推进器2000可以获得前进动力,当电机1000的转子400朝第二方向转动,即电机1000 驱动螺旋桨2100朝第二方向转动,船用推进器2000可以获得后退动力,第二方向与第一方向相反。
具体的,螺旋桨2100具有固定轴孔2110,电机1000的转轴500一端套有花键套2120,花键套 2120套设于转轴500伸出机壳100的一端。花键套2120与转轴500伸出机壳100的一端通过花键与花键槽相配合,以使得转轴500的转动扭矩可以有效输出至花键套2120。利用花键套2120的外周侧壁与固定轴孔2110的内壁固定配合,从而使得转轴500的转动扭矩有效传输至螺旋桨2100。可以理解的是,在其他实施方式中,转轴500还可以是经联轴器件转子400的转动扭矩传输至螺旋桨2100。本申请的实施方式中,对螺旋桨2100并不局限于图示的方式,例如螺旋桨2100还可以是折叠桨、变距桨、导管桨、轮缘桨等任意形式。
请参阅图50,本实施方式中,船用推进器2000还包括驱动器2200,驱动器2200经导电线缆与电机1000电连接。驱动器2200由多个控制电路模块构成。驱动器2200为能够主动工作来控制电机 1000按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路,即驱动器2200输入电流至线圈绕组220,实现电机1000的方向、速度、角度、响应时间得以控制。驱动器2200可以与电机1000集成一体,也可以是与电机1000分体按多模块系统化。
本实施方式中,请参阅图51,船用推进器2000还包括散热器2300,散热器2300可以经流体管道接收驱动器2200或/和机壳100的热量。流体管道内可以通入散热流体,散热流体可与驱动器2200 或/和机壳100接触,从而吸收驱动器2200或/和机壳100的热量,并将热量传导至散热器2300。散热器2300设有散热结构,散热结构用于与外部冷却介质接触,从而实现对船用推进器2000整体进行散热降温。当然,在其他实施方式中,若电机1000在水下运行,电机1000直接通过水环境散热,而散热器2300只需要对驱动器2200进行散热。
在另一个实施例中,请参阅图52,与图50~图51所示实施例的船用推进器2000大致相同,不同的是,船用推进器2000的电机1000与图1~图48所示实施例的电机1000设置了不同结构。不同之处在于,本实施例中,电子100的转子400可驱动绝缘液体120以离心运动或旋转运动的形式与定子 200的端部接触,以对定子200端部降温,也就是说,在应用于船用推进器2000的电机1000中,可以是转子400直接搅动绝缘液体120以离心运动或旋转运动的形式与定子200的端部接触。
具体的,转子400至少部分与绝缘液体120接触。当转子400转动时,转子400搅动绝缘液体 120将其甩开至周围的定子200内壁上。由于转子400设置有转子支架430,转子支架430可与绝缘液体120接触,转子支架430的表面可带起低位的绝缘液体120升高,从而可以使得转子400搅动绝缘液体120将其甩开至转子400周围的定子200,以对定子200冷却。尤其是为了对定子200端部的线圈绕组220进行降温冷却,转子400搅动甩开的绝缘液体120至少覆盖定子200端部的线圈绕组 220,以保证电机1000的冷却降温效率。
进一步地请参阅图53,在图52所示实施例中,电机1000包括第二阻挡件1200,第二阻挡件1200 收容于腔体110内,位于转子400和转轴孔150之间,第二阻挡件1200用以阻挡转子400甩开绝缘液体120至转轴孔150。第二阻挡件1200的结构形式与图15所示的第一阻挡件1100的结构形式大致相同,在此不再赘述。第二阻挡件1200与第一阻挡件1100不同的是,第二阻挡件1200对转子400 甩开的绝缘液体120进行阻挡。具体的,第二阻挡件1200固定于转轴500上,并位于转子400朝向转轴孔150的一端。第二阻挡件1200与转子400之间间隔设置,第二阻挡件1200也可以与转子400 相抵触。第二阻挡件1200还可以是与转子400一体设置,例如,第二阻挡件1200从转子400的铁芯延伸出。作为一种实施方式,第二阻挡件1200设有收容于转动内腔210的第三隔离板1201。第三隔离板1201靠近定子200的端部,并且第三隔离板1201阻挡从转子400甩出的绝缘液体120飞向转轴孔150,第三隔离板1201将飞出的绝缘液体120甩开至定子200靠近转轴孔150的端部内周表面,从而对定子200靠近转轴孔150的端部有效降温。可以理解的是,为了能够均衡对定子200的两端进行散热降温,电机1000还包括第三阻挡件1300,第三阻挡件1300靠近于转子400远离转轴孔150 的另一端,第三阻挡件1300收容于转动内腔210,第三阻挡件1300固定于转轴500,并用于阻挡从转子400甩开的绝缘飞溅出转动内腔210外。第三阻挡件1300与第二阻挡件1200结构大致相同,在此不再赘述。第二阻挡件1200和第三阻挡件1300分别设置于转子400的两端,从而实现第二阻挡件 1200和第三阻挡件1300甩开的绝缘液体120分别对定子200两端进行降温。
在另一个实施例中,请参阅图54,与图53所示实施例,大致相同,不同的是第二阻挡件1200设有第四隔离板1202,第四隔离板1202位于定子200端部与转轴孔150之间。第四隔离板1202固定于转轴500上,并可随转轴500旋转。第四隔离板1202至定子200靠近转轴孔150端部的距离小于第四隔离板1202至端盖的距离,从而使得第四隔离板1202可以有效阻挡从转动内腔210飞溅出的绝缘液体120飞向转轴孔150。第四隔离板1202在旋转作用下,带动与之接触的绝缘液体120作离心运动,并最终甩开至第四隔离板1202周侧的机壳100内壁上,实现绝缘液体120与机壳100均匀接触交换热量。可以理解的是,图15~图18中的第一阻挡件1100和图53~图54中的第二阻挡件1200 可以理解为用以阻挡所述转子400甩开绝缘液体120至所述转轴孔150的阻挡件,本实施方式的阻挡件并不局限于上述实施例的方式,任何旨在阻挡绝缘液体飞向转轴孔150,达到防止绝缘液体150 从转轴孔150泄漏功能的阻挡结构均可作为本申请中阻挡件的实施方式。
在另一个实施例中,如图55所示,与图52所示实施例大致相同,不同的是,电机1000还包括一种与图1~44所示实施例不同的搅动结构300,不同之处在于,搅动结构300设置于转轴500周侧,搅动结构300可在转轴500的转动作用下搅动绝缘液体120离心运动或旋转运动。换言之,本实施例搅动结构300与图示实施例搅动结构300的结构形式一致,在此不再赘述,不同的是,搅动结构300 不必限定在收容于转动内腔210内,转动结构也不必限定于与转轴500固定连接。具体的,如图55 所示,作为一种实施方式,搅动结构300位于转动内腔外侧。搅动结构300设置转动环390,转动环 390套设于转轴500周侧。转动环390的内径大于转轴500的内径,在转轴500转动时,转动环390 绕转轴500转动,从而转动环390可接触绝缘液体120,并且转动环390的周侧可粘附部分绝缘液体 120,并将绝缘液体120甩开至转轴500的周围,使得绝缘液体120对腔体110内的部件进行接触并热交换,实现对腔体110内部件进行降温,即通过在转子400的一端或两端均设置搅动结构300,进一步地增大电机1000的冷却效率。当然,在其他实施方式中,转动环390也可以是固定于转轴500 的周侧。
可以理解的是,转动环390可以采用与图25所示的第一转动环330相同结构,不同的是,转动环390套设于转轴500上,而并非是固定于转轴500的周侧。当然,在其他实施方式中,转动环390 也可以采用与图30所示的第二转动环340相同结构、或采用与图37所示的第三转动环350相同结构,不同的是,转动环390可以不局限于收容在转动内腔1210,也不局限于固定于转轴500外周侧壁。
在另一个实施例中,可以是图54所示实施例与图55所示实施例的结合,如图56所示,在靠近转轴孔150的搅动结构300和转轴孔150之间设置第二阻挡件1200,靠近转轴孔150的搅动结构300 设置于转动内腔210外。第二阻挡件1200对搅动结构300甩开的绝缘液体120阻挡,以阻止从搅动结构300飞溅出的绝缘液体120飞溅至转轴孔150。可以理解的是,本申请实施方式的第一阻挡件 1100和第二阻挡件1200并不局限于以上实施例,任何与本实施方式的第一阻挡件1100、第二阻挡件 1200类似功能,或者是两者简单的结合结构都可以作为本申请的实施方式。
在一个实施例中,请参阅图57,电机1000用于设置于水下,转轴500的一端设置于机壳100外,并与螺旋桨2100固定,绝缘液体120可将定子200或/和转子400的热量经机壳100传导至机壳100 外的水介质。可以理解的是,船用推进器2000的电机1000在水下运行,电机1000的热量可以经机壳100与水介质接触而导走,从而实现电机1000的散热降温。可以理解的是,本申请提供的船用推进器2000采用水下运行的电机1000,并不局限于以上实施例的,在上述的各个实施例的电机1000均可作为水下运行的电机1000。
在另一个实施例中,在图51示实施例的基础上,如图57所示,电机1000用于设置于水上,船用推进器2000还包括传动机构2400,传动机构2400连接于螺旋桨2100和转轴500之间,以将转轴 500的转动扭矩传导至螺旋桨2100。传动机构2400可以是齿轮组、或联轴器、或者齿轮组与联轴器的结合。由于电机1000在水上运行,故可以在机壳100的外表面131与内壁之间设置与腔体110隔离的冷却流道190,冷却流道190内用于通入冷却液,绝缘液体120可将定子200或/和转子400的热量经机壳100传导至冷却液。该冷却液可以是水、油、液体等介质。冷却液可以经管道通入至散热器 2300,并最终经散热器2300将热量散发,实现对电机1000冷却降温。可以理解的是,本申请提供的船用推进器2000采用水上运行的电机1000,并不局限于以上实施例的,在上述的各个实施例的电机 1000均可作为水上运行的电机1000。
进一步地,请参阅图58,本申请的实施方式还提供一种船舶3000,船舶3000包括如图50所示实施例的船用推进器2000,船舶3000还包括船体3100和电源3200,电机1000可活动地设置于船体3100,电源3200与电机1000的定子200电连接。
具体的,电机1000的安装法兰安装于船体3100的尾部,电机1000和螺旋桨2100可位于水下运行。电源3200固定于船体3100内,并经导电线缆连接电机1000。导电线缆穿过支撑管800,并伸入腔体110内。驱动器2200可以固定于船体3100内,也可以固定于船体3100外。电源3200为电池,电源3200可以通过外部电源设备进行充电。当然,本申请实施方式的船舶3000并不局限于采用图示实施例的船用推进器2000,上述各个实施例的船用推进器2000安装于船体3100的方式均可作为本申请提供的船舶3000的实施方式。
更进一步地,如图59所示,船舶3000还包括转向机构3300,转向机构3300连接于机壳100和船体3100,用于控制螺旋桨2100推流方向。本实施方式中,转向机构3300安装于船体3100尾部,用以将转向动能传递至船用推进器2000,使得电机1000及螺旋桨2100整体转动,从而改变螺旋桨 2100的推流方向,使得船体3100在行进过程中可以改变航向。
具体的,转向机构3300包括转向控制端3310、转向支架3320和转向轴3330。转向控制端3310 连接于转向轴3330,用以控制转向轴3330转动。转向支架3320安装于船体3100尾部。转向轴3330 转动设置于转向支架3320,安装法兰及支撑管800与转向轴3330固定,随转向轴3330转动。转向控制端3310设有转向电机和转向传动结构,转向电机接收转向控制信号,并输出转向扭矩至转向传动结构,转向传动结构将转动扭矩传导至转向轴3330,从而使得电机1000及螺旋桨2100转向。可以理解的是,本申请的转向机构3300并不局限于上述实施例,任何旨在改变螺旋桨2100推流方向的转向机构3300均可作文本申请实施方式,例如,转向机构3300的转向控制端3310设置液压驱动结构和转向传动结构,通过手动控制液驱动结构输出动力至转向传动结构,并且转向传动结构3318将液压驱动力传递至转向轴3330,从而可以控制螺旋桨2100转向。
更进一步地,请参阅图60,船舶3000还包括起翘机构3400,起翘机构3400连接于电机1000和船体3100,用于控制螺旋桨2100翘起。本实施方式中,起翘机构3400安装于船体3100尾部,并与转向支架3320连接,用以将起翘动能传递至转向支架3320,使得转向支架3320和船用推进器2000 整体翘起,从而使得电机1000和螺旋桨2100可沉入水下,或脱离水面。可以理解的是,在船舶3000 处于航行状态,起翘机构3400控制转向支架3320相对船体3100下沉转动,从而使得电机1000和螺旋桨2100沉入水下。在船舶3000处于停泊状态,起翘机构3400控制转向支架3320相对船体3100 翘起转动,从而使得电机1000和螺旋桨2100翘起脱离水面,从而避免电机1000和螺旋桨2100长期在水中受损。
具体的,起翘机构3400包括起翘控制端3410和起翘轴3420。起翘控制端3410控制起翘轴3420 转动。起翘轴3420转动设置于船体3100。转向支架3320与起翘轴3420连接,可随起翘轴3420相对船体3100转动。起翘控制端3410设有起翘电机和起翘传动结构,起翘电机接收起翘控制信号,并输出起翘转动扭矩至起翘传动结构,起翘传动结构将起翘转动扭矩传导至起翘轴3420,从而使得转向机构3300、电机1000及螺旋桨2100转向整体翘起。可以理解的是,本申请的起翘机构3400并不局限于上述实施例,任何旨在能够让电机1000及螺旋桨2100相对船体3100翘起的起翘机构3400均可作文本申请实施方式,例如,起翘机构3400的起翘控制端3410设置手动驱动结构,通过手动驱动结构输出起翘动力至起翘轴3420,以使得转向支架3320、电机1000及螺旋桨2100在手动驱动力作用下可相对船体3100翘起。
更进一步地,如图60所示,船舶3000还包括交互系统3500,交互系统3500设置于船体3100,用于接受指令并控制电机1000工作。本实施方式中,交互系统3500可以安装于船体3100的船头,交互系统3500与起翘机构3400、转向机构3300连接,用以输出转向、起翘和电机1000运行信号至转向机构3300、起翘机构3400和电机1000。交互系统3500还用于接收用户的控制指令,并根据控制指令控制转向机构3300、起翘机构3400和电机1000运行。
具体的,交互系统3500包括方向盘、按键和挡位装置,方向盘转动设置于船体3100,用于接收用户转向控制信号,并将转向控制信号转换成转向电信号,转向电信号经导电线缆传递至转向机构 3300的转向电机,从而控制船体3100转向。按键安装于船体3100的船头,可以位于方向盘的一侧,并用于接收用户的起翘指令,以控制起翘结构运行,使得电机1000及螺旋桨2100翘起,或者控制电机1000及螺旋桨2100沉入水下。挡位装置安装于船体3100,经导电线缆电连接驱动器2200,用以接收用户的前进、后退控制指令,并将前进、后退控制指令传递至驱动器2200,以控制电机1000运行。交互系统3500还包括显示屏和终端,终端与转向机构3300、起翘机构3400和驱动器2200连接,用以接收用户触控指令,并将用户触控指令传递至终端3550,并经终端3550控制转向机构3300、起翘机构3400和船用推进器2000运行。终端3550也可以通过各类传感器接收转向机构3300、起翘结构和船用推进器2000的运行信息,并将转向机构3300、起翘结构和电机1000的运行信息转换成显示屏3540可显示信息,以使得用户获取转向机构3300、起翘结构和船用推进器2000的运行状态。可以理解的是,本申请的交互系统3500并不局限于上述实施例,任何旨在能够实现用户与转向机构 3300、起翘机构3400和船用推进器2000进行控制交互的交互系统3500均可作文本申请实施方式,例如,交互系统3500也可以设置手动纯机械方向盘3510,利用纯机械力矩控制转向机构3300运行。
可以理解的是,本申请实施方式的船舶3000,并不局限于以上实施例的方式,任何类似上述实施例,或结合上述实施例的改进,都可作为本申请的实施方式。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (12)
1.一种电机,其特征在于,所述电机包括:
机壳,所述机壳具有腔体和连通所述腔体的转轴孔,所述腔体内配有绝缘液体;
定子,固定于所述腔体内,所述定子内侧设有转动内腔;
转子,转动设置于转动内腔内,与所述定子电磁配合,所述转子可驱动所述绝缘液体以离心运动形式与所述定子接触,使得所述绝缘液体对所述定子进行冷却;
转轴,一端设置于所述腔体内并与所述转子固定,另一端从所述转轴孔伸出所述腔体,以输出转动扭矩;
阻挡件,收容于所述腔体内,固定于所述转轴周侧并位于所述转子和所述转轴孔之间,以阻挡所述转子甩开绝缘液体至所述转轴孔。
2.如权利要求1的所述电机,其特征在于,所述电机还包括搅动结构,所述搅动结构收容于所述腔体内,并设置于所述转轴周侧,所述搅动结构至少部分浸没于所述绝缘液体,所述搅动结构可在所述转轴的转动作用下搅动所述绝缘液体离心运动,所述搅动结构位于所述阻挡件背离所述转轴孔一侧,所述阻挡件可阻挡所述搅动结构甩开绝缘液体至所述转轴孔。
3.如权利要求2的所述电机,其特征在于,所述阻挡件设有第一隔离板,所述第一隔离板和所述搅动结构均设置于所述转动内腔内,所述第一隔离板具有绕所述转轴周向设置的圆柱面,所述圆柱面与所述转动内腔的内周表面间隙配合,所述圆柱面的直径大于所述搅动结构的外径。
4.如权利要求3所述的电机,其特征在于,所述第一隔离板与所述搅动结构一体设置,或与所述搅动结构间隔设置。
5.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述阻挡件设有第二隔离板,所述第二隔离板位于所述转动内腔外,所述第二隔离板遮盖所述转动内腔朝向转轴孔的开口。
6.如权利要求2所述的电机,其特征在于,所述搅动结构搅动的绝缘液体至少覆盖所述定子的端部,所述定子的端部设有线圈绕组,所述线圈绕组用以通电后产生磁场。
7.如权利要求6所述的电机,其特征在于,所述搅动结构固定于所述转轴周侧,所述搅动结构与所述转子一体或间隔设置。
8.如权利要求6所述的电机,其特征在于,所述搅动结构设有第一转动环,所述第一转动环具有第一外周面,所述第一外周面具有预设表面粗糙度,以使所述第一外周面可粘附部分所述绝缘液体。
9.如权利要求6所述的电机,其特征在于,所述搅动结构设有第二转动环,所述第二转动环的周侧设有凸台,所述凸台的一侧用于搅动所述绝缘液体。
10.如权利要求6所述的电机,其特征在于,所述搅动结构设有第三转动环,所述第三转动环的周侧设有内腔和连通所述内腔的通孔,所述通孔远离所述内腔的开口设置于所述第三转动环的外周面,所述内腔的内壁和所述通孔的内壁用于搅动所述绝缘液体。
11.一种船用推进器,其特征在于,所述船用推进器包括权利要求1~9任意一项所述的电机,所述船用推进器还包括螺旋桨,所述螺旋桨与所述转轴伸出所述腔体外的一端连接,以接收所述转轴的转动扭矩。
12.一种船舶,其特征在于,所述船舶包括如权利要求11所述的船用推进器。
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CN115864708A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-28 | 江苏钮玮动力科技有限公司 | 一种用于电机上的可变腔体结构以及使用方法 |
WO2024016235A1 (zh) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 广东逸动科技有限公司 | 推进器及水域可移动设备 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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