CN201406023Y - 高功率密度的推进装置 - Google Patents

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黄海
赵兵
陈伟
吴丹
欧阳江力
刘勇
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Wuhan Changhai electric propulsion and chemical power supply Co., Ltd.
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712th Research Institute of CSIC
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Abstract

本实用新型公开了一种高功率密度的推进装置，包括永磁电机、行星减速器和螺旋桨，永磁电机的输出轴通过平键与行星减速器的输入轴相联，行星减速器输出轴通过传动装置连接螺旋桨。这样电机可以按高速电机设计，经过行星减速器后转速又与螺旋桨所需要的转速相匹配，有效的减小了永磁电机的体积，提高了推进器的功率密度。

Description

高功率密度的推进装置
技术领域
本实用新型涉及一种高功率密度的推进装置，尤其涉及一种用作驱动深海探测器的推进装置。
背景技术
由于海洋具有丰富资源，越来越多的国家关注于深海资源的研究和开发，所以研究深海探测器的国家和公司也越来越多，其中关注的一个焦点就是高功率密度的推进装置。因为深海探测器舱内空间非常有限，所携带的能源装置体积有限，为了提高深海探测器的续航力就需要采用高功率密度的推进装置。在常规的推进装置中，为了提高功率密度，电机需要采用高转速，而螺旋桨在中低转速时效率高，性能最好，在高转速时效率较低，这样实际输出的有效功率依然不高。有采用电机多极对数设计来提高功率密度的，但是它的效果有限。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种高功率密度的推进装置。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种高功率密度的推进装置，包括永磁电机、行星减速器和螺旋桨，永磁电机的输出轴通过平键与行星减速器的输入轴相联，行星减速器输出轴通过传动装置连接螺旋桨。
本实用新型的进一步的技术方案是：
所述的高功率密度的推进装置，其行星减速器的输出轴通过磁力耦合器连接螺旋桨。
所述的高功率密度的推进装置，还包括控制器耐压壳、支撑筋和导流管；控制器耐压壳、永磁电机、行星减速器、磁力耦合器和螺旋桨位于同一中心轴线上。
所述的高功率密度的推进装置，其永磁电机包括永磁电机机座、永磁电机定子铁心、永磁电机转子和永磁电机定子绕组。
所述的高功率密度的推进装置，其磁力耦合器包括磁力耦合器转子、磁力耦合器螺旋桨侧永磁体和磁力耦合器转子永磁体。
所述的高功率密度的推进装置，其控制器耐压壳中放置电源和控制器，所述的电源是把直流电转换成交流电的装置；所述的控制器是用于根据转子位置信号控制电源上的开关器件以便输出永磁电机旋转需要的电流。
所述的高功率密度的推进装置，其永磁电机为高速永磁电机。
本实用新型中，电机和螺旋桨之间通过行星减速器连接起来，这样电机可以按高速电机设计，而经过行星减速器后转速变低，与螺旋桨所适合的转速相匹配，这样有效的减小了永磁电机的体积，提高了推进器的功率密度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构总图。
图2是电机、行星减速器和磁耦合器结构图。
图中标记：导流管1，螺旋桨2，磁力耦合器转子3，行星减速器4，永磁电机机座5，永磁电机定子铁心6，支撑筋7，水润滑滑动轴承8、永磁电机转子9、控制器耐压壳10，O型密封圈11，永磁电机非驱动端滚动轴承12，永磁电机转子永磁体13，永磁电机定子绕组14，行星减速器输入端滚动轴承15，支撑座16，支撑环17，行星减速器输出端滚动轴承18，磁力耦合器螺旋桨侧永磁体19，磁力耦合器转子永磁体20，屏蔽罩21，桨毂22，尾部水润滑滑动轴承23，挡圈24。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种高功率密度的推进装置，它有一个永磁电机、行星减速器4和螺旋桨2；永磁电机的输出轴通过平键与行星减速器4的输入轴相联，行星减速器4输出轴通过传动装置连接螺旋桨2，具体说，行星减速器4的输出轴通过磁力耦合器连接螺旋桨2。还有控制器耐压壳10、支撑筋7和导流管1；控制器耐压壳10、永磁电机、行星减速器4、磁力耦合器和螺旋桨2位于同一中心轴线上。所述的永磁电机有一个永磁电机机座5、永磁电机定子铁心6、永磁电机转子9和永磁电机定子绕组14。所述的磁力耦合器包括磁力耦合器转子3、磁力耦合器螺旋桨侧永磁体19和磁力耦合器转子永磁体20。所述的控制器耐压壳10中放置电源和控制器，所述的电源是把直流电转换成交流电的装置；所述的控制器是用于根据转子位置信号控制电源上的开关器件以便输出永磁电机旋转需要的电流。所述的永磁电机为高速永磁电机。
如图2所示，行星减速器4主要是把输入端的高转速经过减速比变成低转速；磁力耦合器是传动装置，磁力耦合器转子3通过磁力耦合器螺旋桨侧永磁体19和磁力耦合器转子永磁体20相互作用带动螺旋桨旋转，同其它的旋转密封相比磁力耦合器最大的优点是无泄漏，可靠性高。
导流管1、螺旋桨2和桨毂22构成了水动力装置，为了提高效率，导流管1、螺旋桨2和桨毂22具有良好的流线型，尽量减小水阻。
具体工作过程如下：直流电源线经过具有密封作用的水密接头进入到控制器耐压壳10中，与逆变器相连，控制器根据埋在永磁电机定子铁心6上的转子位置传感器传送过来的信号发出触发脉冲控制相应逆变器上开关管，使逆变器输出交流电压，进而在永磁电机定子绕组14中产生交流电流，同永磁电机转子永磁体13产生的磁场相互作用，产生电磁转矩，使永磁电机转子9转动。永磁电机转子9与行星减速器4的输入端轴孔配合，通过平键连接带动行星减速器4的输入端高速旋转。经过减速变比后，行星减速器4的输出轴与磁力耦合器转子3轴孔配合，通过平键连接带动磁力耦合器转子3转动，在磁力耦合器螺旋桨侧永磁体19和磁力耦合器转子永磁体20相互作用下，磁力耦合器转子3带动螺旋桨2旋转产生推力。

Claims (7)

1.一种高功率密度的推进装置，其特征在于：包括永磁电机、行星减速器(4)和螺旋桨(2)；永磁电机的输出轴通过平键与行星减速器(4)的输入轴相联，行星减速器(4)输出轴通过传动装置连接螺旋桨(2)。
2.如权利要求1所述的高功率密度的推进装置，其特征在于：行星减速器(4)的输出轴通过磁力耦合器连接螺旋桨(2)。
3.如权利要求1所述的高功率密度的推进装置，其特征在于：还包括控制器耐压壳(10)、支撑筋(7)和导流管(1)；控制器耐压壳(10)、永磁电机、行星减速器(4)、磁力耦合器和螺旋桨(2)位于同一中心轴线上。
4.如权利要求1所述的高功率密度的推进装置，其特征在于：所述的永磁电机包括永磁电机机座(5)、永磁电机定子铁心(6)、永磁电机转子(9)和永磁电机定子绕组(14)。
5.如权利要求1所述的高功率密度的推进装置，其特征在于：所述的磁力耦合器包括磁力耦合器转子(3)、磁力耦合器螺旋桨侧永磁体(19)和磁力耦合器转子永磁体(20)。
6.如权利要求1所述的高功率密度的推进装置，其特征在于：所述的控制器耐压壳(10)中放置电源和控制器，所述的电源是把直流电转换成交流电的装置；所述的控制器是用于根据转子位置信号控制电源上的开关器件以便输出永磁电机旋转需要的电流。
7.如权利要求1所述的高功率密度的推进装置，其特征在于：所述的永磁电机为高速永磁电机。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Qingdao Haixi Electric Machine Co., Ltd.

Assignor: China shipbuilding industry group 712nd Research Institute

Contract record no.: 2012370000161

Denomination of utility model: Propulsion device with high power and density

Granted publication date: 20100217

License type: Exclusive License

Record date: 20120625

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151012

Address after: 430064, Wuhan City, Hubei province Hongshan District Lion Hill Street South Lake (steam School Village)

Patentee after: Wuhan Changhai electric propulsion and chemical power supply Co., Ltd.

Address before: 430064 Hubei City, Hongshan District, lion street, steam school, a village

Patentee before: No.712 Inst., China Ship Heavy Industry Group Co.

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20100217