本發(fā)明涉及一種船艦推進(jìn)器，特別涉及一種無軸輪緣推進(jìn)器。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的船舶推進(jìn)裝置采用推進(jìn)軸系和螺旋槳的組合，傳統(tǒng)軸系推進(jìn)裝置的螺旋槳連接到一個(gè)軸上，從船的后部到位于船體內(nèi)原動機(jī)的范圍內(nèi)，該軸一直突出在外，占用了大量的空間。軸的存在不僅會造成巨大的摩擦損耗，還會增大船舶體積，從而增加建造成本，還伴有噪音和震動問題，降低了推進(jìn)效率與可靠性。

2、集成電機(jī)推進(jìn)器將螺旋槳集成在電動機(jī)中，具有噪音低、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)的船舶推進(jìn)裝置的不足。集成電機(jī)推進(jìn)器分為有軸和無軸輪緣，有軸輪緣推進(jìn)器槳轂對槳葉的支撐，可提供更高的應(yīng)力支持，因而可以設(shè)計(jì)較大的螺旋槳直徑，提供更大的推力。但是由于轉(zhuǎn)子螺旋槳中心有軸，影響水流，降低了流體動力學(xué)效率。

3、無軸輪緣推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)了電機(jī)和螺旋槳的一體化，其裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，采用直接驅(qū)動設(shè)計(jì)，省略了傳統(tǒng)電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)軸及其相關(guān)軸承，減少機(jī)械損耗，提高了輸出功率的效率。但是螺旋槳直徑受限于轉(zhuǎn)子直徑，無軸輪緣推進(jìn)器相對于傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)器，推力較低，無法適應(yīng)較大船舶的推進(jìn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，相較于徑向磁通無軸輪緣推進(jìn)器，在相同體積下能夠提供更大的扭矩輸出，提高電機(jī)的輸出功率。

2、技術(shù)方案：一種軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子以及兩個(gè)環(huán)形定子；

3、所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子防水殼、轉(zhuǎn)子軛、十四個(gè)t型轉(zhuǎn)子齒、十四個(gè)t型轉(zhuǎn)子齒壓塊；t型轉(zhuǎn)子齒通過t型轉(zhuǎn)子齒壓塊固定在環(huán)形的轉(zhuǎn)子軛外圓周上，轉(zhuǎn)子軛內(nèi)圈裝有朝向內(nèi)側(cè)的若干螺旋槳葉；轉(zhuǎn)子防水殼包覆在轉(zhuǎn)子軛外部，將轉(zhuǎn)子齒和t型轉(zhuǎn)子齒壓塊完全包覆；

4、所述轉(zhuǎn)子位于機(jī)殼的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間通過水潤滑徑向軸承連接，兩個(gè)環(huán)形定子分設(shè)在轉(zhuǎn)子兩側(cè)，環(huán)形定子與轉(zhuǎn)子之間分別設(shè)有水潤滑推力軸承。

5、進(jìn)一步的，所述環(huán)形定子包括定子基座、六塊e型定子鐵芯、六塊永磁體、定子繞組和定子密封環(huán)；其中，定子基座為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，定子基座上沿圓周方向間隔設(shè)置有六個(gè)定子槽楔，相鄰定子槽楔之間分別嵌入e型定子鐵芯，各永磁體安裝在定子槽楔上，相鄰兩個(gè)永磁體的磁化方向相反；定子繞組繞置在e型定子鐵芯和永磁體上；圓環(huán)形的定子密封環(huán)蓋合在定子基座上，將e型定子鐵芯、永磁體、定子繞組密封在定子基座內(nèi)。

6、進(jìn)一步的，所述水潤滑徑向軸承的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)子外部的轉(zhuǎn)子防水殼適配。

7、進(jìn)一步的，環(huán)形定子中，永磁體的頂部和e型鐵芯的頂部平齊。

8、進(jìn)一步的，左右兩個(gè)環(huán)形定子相對的永磁體磁化方向相反。

9、進(jìn)一步的，所述機(jī)殼上還設(shè)有用于為水潤滑推力軸承和水潤滑徑向軸承提供水源的通水孔，所述通水孔內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)。

10、進(jìn)一步的，兩個(gè)水潤滑推力軸承的底座分別卡在機(jī)殼內(nèi)的兩個(gè)支撐環(huán)上。

11、有益效果：本發(fā)明采用雙定子單轉(zhuǎn)子的軸向磁場無軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，環(huán)形定子與轉(zhuǎn)子均采用雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子與左右兩個(gè)環(huán)形定子之間形成雙氣隙結(jié)構(gòu)，經(jīng)左側(cè)環(huán)形定子-左側(cè)氣隙-轉(zhuǎn)子齒-右側(cè)氣隙-右側(cè)環(huán)形定子形成軸向磁場走向。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，定子繞組中匝鏈的磁通（磁鏈）的大小和方向均發(fā)生周期性的變化，進(jìn)而在電機(jī)定子電樞繞組中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電勢。克服了單定子/單轉(zhuǎn)子的單氣隙結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，平衡了軸向磁拉力，相較于徑向磁通無軸輪緣推進(jìn)器，在相同體積下可以提供更大的扭矩輸出，提高了電機(jī)的輸出功率。

12、此外，無軸電機(jī)結(jié)構(gòu)縮減了船艦推進(jìn)器的軸向尺寸，為推力軸承的布置提供了充裕的空間，顯著降低了摩擦和磨損，降低了噪聲，有效改善了電機(jī)的性能，延長了電機(jī)壽命，進(jìn)一步提高了電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和效率。

13、本發(fā)明的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)了電機(jī)和螺旋槳的一體化集成，裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小巧、安裝靈活。

技術(shù)特征：

1.一種軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，包括機(jī)殼（14）、轉(zhuǎn)子（17）以及兩個(gè)環(huán)形定子（3）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，所述環(huán)形定子（3）包括定子基座（4）、六塊e型定子鐵芯（6）、六塊永磁體（7）、定子繞組（8）和定子密封環(huán)（9）；其中，定子基座（4）為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，定子基座（4）上沿圓周方向間隔設(shè)置有六個(gè)定子槽楔（5），相鄰定子槽楔（5）之間分別嵌入e型定子鐵芯（6），各永磁體（7）安裝在定子槽楔（5）上，相鄰兩個(gè)永磁體（7）的磁化方向相反；定子繞組（8）繞置在e型定子鐵芯（6）和永磁體（7）上；圓環(huán)形的定子密封環(huán)（9）蓋合在定子基座（4）上，將e型定子鐵芯（6）、永磁體（7）、定子繞組（8）密封在定子基座（4）內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，所述水潤滑徑向軸承（16）的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)子（17）外部的轉(zhuǎn)子防水殼（18）適配。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，環(huán)形定子（3）中，永磁體（7）的頂部和e型鐵芯（6）的頂部平齊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，左右兩個(gè)環(huán)形定子（3）相對的永磁體（7）磁化方向相反。

6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，所述機(jī)殼（14）上還設(shè)有用于為水潤滑推力軸承（10）和水潤滑徑向軸承（16）提供水源的通水孔（12），所述通水孔（12）內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)（23）。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，其特征在于，兩個(gè)水潤滑推力軸承（10）的底座（11）分別卡在機(jī)殼（14）內(nèi)的兩個(gè)支撐環(huán)（13）上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種軸向磁通的無軸輪緣推進(jìn)器，包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子以及兩個(gè)環(huán)形定子，轉(zhuǎn)子位于機(jī)殼的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間通過水潤滑徑向軸承連接，兩個(gè)環(huán)形定子分設(shè)在轉(zhuǎn)子兩側(cè)，環(huán)形定子與轉(zhuǎn)子之間分別設(shè)有水潤滑推力軸承。該無軸輪緣推進(jìn)器減小了軸向尺寸，平衡了軸向磁拉力，相較于徑向磁通無軸輪緣推進(jìn)器，在相同體積下可以提供更大的扭矩輸出，提高了電機(jī)的輸出功率。此外，無軸電機(jī)結(jié)構(gòu)縮減了船艦推進(jìn)器的軸向尺寸，為推力軸承的布置提供了充裕的空間，顯著降低了摩擦和磨損，降低了噪聲，有效改善了電機(jī)的性能，延長了電機(jī)壽命，進(jìn)一步提高了電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張蔚,丁飛揚(yáng),周威,郭永政,周書源,邰梓異,張繼爽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6