本发明专利技术涉及一种用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机，转子轭固定连接在螺旋桨环驱式外表面，防锈处理后的转子永磁体沿周向均匀表贴在转子轭外表面，并采用复合纤维材料进行固定和防护处理，转子永磁体、转子轭与螺旋桨及轴承支架共同构成组合转子；定子电枢固定在导管中段，并采用电枢屏蔽罩进行防护，导管、定子电枢与滑动轴承共同构成组合定子；推进装置的组合转子分别通过前、后滑动轴承支撑在推进装置的组合定子的前段导管、后段导管上；动力电缆经过出线孔橡胶套对电机电枢绕组供电。采用本发明专利技术的推进装置能够浸泡在海水中工作，省去了传统的动密封结构，特别适合在大深度条件下工作，提高了深海航行器推进装置的效率和工作可靠性。可靠性。可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机
[0001]本专利技术涉及一种电力推进器，特别是涉及一种用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽推进电机。
技术介绍
[0002]随着海洋开发和船舶技术的飞速发展，人们对水下航行器电动力推进系统性能的要求也大大提高。传统电动力推进系统的电机和螺旋桨是分体结构，在电机与螺旋桨之间存在传动轴系，并在传动轴上采用旋转动密封装置以防止海水浸入。但在大深度工作条件下，传动轴动密封困难，密封阻力大，传动效率低；另外，由于传动轴较长，螺旋桨在工作过程中容易产生径向振动，不仅噪声较大同时也降低了推进系统的效率。因此，传统水下航行器电动力推进系统已经不能满足日益增长的深海探索研究和资源开发的需求。
[0003]最近出现了一种电机与螺旋桨集成一体的电动力推进系统，这种特殊形式的推进系统采用电机与螺旋桨径向排布的形式，结构紧凑、功率密度大，能显著增加水下航行器内部有效空间，并且避免了大深度条件下动密封困难的难题，提高了推进系统的效率和工作可靠性。
[0004]例如，中国专利文件《水下空心无毂桨推进器》(专利申请公布号为CN101546939A)，介绍了一种空心无桨毂环驱式桨推进电机，具有输出扭矩较高，空泡性能优良的优点，但由于结构限制，水润滑轴承尺寸较大，传动损耗严重，且易出现转子震动的问题。也有人申请了公布号CN103818535A的专利，介绍了一种轴驱式集成电机推进电机，该方案较好的解决了水下航行器大深度工作条件下动密封的难题，且对工作环境适应力较强，但其结构复杂，且水润滑轴承结构不合理，易出现散热困难，轴承磨损严重的问题。
[0005]中国专利文件《无轴驱动式集成电机推进器》(专利申请号为201210129358.5)是一种实心有桨毂环驱式的集成电机推进装置。该推进装置由串联排列在非旋转轴上的前置定子、转子螺旋桨和后置定子三段组成，其中，转子螺旋桨通过轴承支撑在非旋转轴上，螺旋桨桨叶外周连接有环形环驱式，转子永磁体均匀表贴在环形环驱式外表面；在导管的内腔中设置电枢，电枢与转子永磁体之间设置径向气隙形成环形电机。该专利中推进装置适用于大功率工况，振动噪声低，空泡性能优良；但由于转子螺旋桨桨毂及环驱式处都设有滑动轴承支撑，导致摩擦损耗较大，另外，桨毂及非旋转轴也会影响推进装置的流体性能，不利于推进装置效率的提高。
[0006]现有专利并没有针对环驱式推进器电机的电枢绕组防护措施，永磁体结构及其防护措施进行系统的研究。因此，针对用于环驱式推进器的水下永磁电机，需要专利技术一种电枢绕组水密封结构，永磁体结构及其防护措施等内容。
技术实现思路
[0007]为适应水下推进器大深度远航程的使用需求，并克服现有推进装置径向空间利用不充分，推进效率低、工作可靠性不足等缺陷，本专利技术提出一种用于环驱式推进器的水下永
磁屏蔽电机，该电机需要具备的特点包括：较小的电磁转矩脉动系数、较高的功率密度、较大的机械气隙和高电气效率。由于其工作环境、性能要求和结构上的特殊性，在设计中存在与常用永磁电动机设计方法不完全一致，本专利技术主要解决以下几个问题：
[0008](1)环驱式推进器所用的电动机要装进环形导流管内，必须在功率足够大的同时，还必须满足体积小、重量轻的要求；
[0009](2)环驱式推进器需要有足够大的过流面积,这就对电机的定子轭、转子轭和磁极的厚度有一定的限制。因此在电机设计允许的情况下,选取合理轭部长度，从而达到良好的工作状态。
[0010](3)电机直接工作在水中，其导线和绕组都需要良好的绝缘和密封，而且永磁体磁钢容易被腐蚀，本专利技术主要解决环驱式推进器永磁电机的绝缘和密封问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机，包括导管、定子电枢、电枢绕组、转子永磁体、转子轭，所述转子轭固定连接在螺旋桨环驱式外表面，防锈处理后的转子永磁体沿周向均匀表贴在转子轭外表面，并采用复合纤维材料进行固定和防护处理，所述转子永磁体、转子轭与螺旋桨及轴承支架共同构成推进装置的组合转子；所述定子电枢固定在导管中段，并采用电枢屏蔽罩进行防护，所述导管、定子电枢与滑动轴承共同构成推进装置的组合定子；推进装置的组合转子分别通过前、后滑动轴承支撑在推进装置的组合定子的前段导管、后段导管上；导管中段开设线孔，并嵌入橡胶套，动力电缆经过出线孔橡胶套对电机电枢绕组供电。
[0012]进一步，所述定子电枢由硅钢片叠压焊接而成的电枢铁心以及在电枢铁心的电枢齿上绕接防水的绕组导线构成。
[0013]所进一步，述电枢铁心与导管中段通过过盈配合连接，并通过紧定螺钉增加其连接紧固性。
[0014]进一步，所述转子轭通过过盈配合装配在螺旋桨环驱式外表面，并且转子轭与螺旋桨环之间采用圆柱销连接以增加连接可靠性。
[0015]进一步，所述转子永磁体以相邻极性相反的方式使用高强度耐水结构胶沿周向均匀粘贴在转子轭外表面。
[0016]进一步，所述转子永磁体采用极弧偏心和Halbach的组合磁极；转子永磁体的外层采用复合纤维材料制成的永磁体屏蔽罩进行固定和防护。
[0017]进一步，所述定子电枢采用电枢屏蔽罩进行防护，并采用耐水胶进行填充。
[0018]进一步，所述电枢屏蔽罩采用开槽、加肋结构来增加电枢屏蔽罩的强度，并减小电枢屏蔽罩的涡流损耗。
[0019]进一步，所述轴承支架通过紧定螺钉与螺旋桨后端面连接，并与后滑动轴承构成摩擦副。
[0020]进一步，所述导管前段与前滑动轴承固连，组成前段壳体；导管后段与后滑动轴承固连，组成后段壳体。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术电机转子永磁体采用稀土材料烧结，并进行表面处理，耐压、耐海水腐蚀；并采用复合纤维材料进行固定，保证了永磁屏蔽电机转子永磁体的安全工作。
[0023]2、电机定子电枢绕组采用电枢屏蔽罩进行防护，并采用特制耐水胶进行填充和密
封处理，因此可以直接浸泡在水中工作，有助于提高水下屏蔽推进电机的电流密度和功率密度。
[0024]3、由于本专利技术的结构特点，推进装置能够浸泡在海水中工作，省去了传统的动密封结构，因此特别适合在大深度条件下工作，提高了深海航行器推进装置的效率和工作可靠性。
[0025]4、本专利技术可以充分利用回转体水下航行器尾段的结构特点，实现推进系统的模块化，布置在水下航行器的外部进行工作，增加了航行器的内部有效空间，减少航行器的体积和重量。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的环驱式推进器结构的主视图；
[0027]图2为本专利技术的环驱式推进器结构的径向剖视图
[0028]图3为本专利技术的环驱式推进器水下永磁电机电枢屏蔽罩部件的径向剖视图；
[0029]图4为本专利技术的环驱式推进器的轴侧视图；
[0030]图5为本专利技术的环驱式推进器水下永磁屏蔽电机极弧偏心和分块式Halbach的组合磁极结构示意图；
[0031]图中：1为导管前段、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机，其特征在于：包括导管、定子电枢、电枢绕组、转子永磁体、转子轭，所述转子轭固定连接在螺旋桨环驱式外表面，防锈处理后的转子永磁体沿周向均匀表贴在转子轭外表面，并采用复合纤维材料进行固定和防护处理，所述转子永磁体、转子轭与螺旋桨及轴承支架共同构成推进装置的组合转子；所述定子电枢固定在导管中段，并采用电枢屏蔽罩进行防护，所述导管、定子电枢与滑动轴承共同构成推进装置的组合定子；推进装置的组合转子分别通过前、后滑动轴承支撑在推进装置的组合定子的前段导管、后段导管上；导管中段开设线孔，并嵌入橡胶套，动力电缆经过出线孔橡胶套对电机电枢绕组供电。2.根据权利要求1所述的用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机，其特征在于：所述定子电枢由硅钢片叠压焊接而成的电枢铁心以及在电枢铁心的电枢齿上绕接防水的绕组导线构成。3.根据权利要求1所述的用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机，其特征在于：所述电枢铁心与导管中段通过过盈配合连接，并通过紧定螺钉增加其连接紧固性。4.根据权利要求1所述的用于环驱式推进器的水下永磁屏蔽电机，其特征在于：所述转子轭通过过盈配合装配在螺旋桨环驱式外表面，...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁妍，孙嘉男，李姗，张洋，杨智，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：
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