[發明專利]水下電機與推進器一體化裝置

有效

• 申請號: 200810064802.3
• 申請日: 2008-06-25
• 公開（公告）號: CN101417702A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 羅耀華;張強;姚緒梁;程鵬;孟繁榮;張文義;游江;趙凱岐;劉宏達;黃曼磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63H5/07
• 分類號: B63H5/07;B63H21/17;H02K21/14;H02K21/02;H02K7/14;H02K7/116;H02K5/22;H02K11/00
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• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及的是一種水下推進裝置，特別是涉及一種用于水下航行器的電力推進裝置。

(二)背景技術

電力推進裝置是現代水下航行器的重要組成部分，目前絕大部分電力推進裝置的電機和推進器都是分體結構，其質量和體積大，總效率低，并且噪聲大。中國專利申請號為200620055186.1、名稱為“一種電動水下推進器”的實用新型專利申請文件中，所公開的推進器雖然是把電機和減速器放在密封殼內，但是采用的是傳統直流電機，殼體、電機、減速器各自單獨發揮原有功能。整個裝置功率密度低，主要用于小型船上。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種結構緊湊、體積小、重量輕、噪聲和振動小、效率高、維護方便的優點，能實現電力推進裝置模塊化的水下電機與推進器一體化裝置。

本發明的目的是這樣實現的：它包括電機外殼，設置于電機外殼兩端的端蓋，端蓋與電機外殼之間密封，嵌有三相繞組的定子鐵心固定在電機外殼的內側，一端帶有固定軸、另一端帶有傳動軸的轉子通過軸承安裝在電機外殼內、并且傳動軸伸出端蓋，螺旋槳固定在傳動軸上，轉子上貼有燒結型釹鐵硼，定子鐵心上裝有位置傳感器，控制器設置于電機外殼內，定子上的三相繞組與控制器分別通過導線與控制器相連接，控制器的控制電纜由一端的端蓋引出，導流罩通過支架固定在電機外殼上。

本發明還可以包括：

1、傳動軸直接伸出端蓋，傳動軸端的軸承直接設置于端蓋上。

2、傳動軸由兩段組成，兩段傳動軸之間設置有減速器，傳動軸端的軸承包括設置于電機外殼內和設置于端蓋上的兩個軸承。

3、所述減速器是行星齒輪減速器，由太陽輪、行星輪及行星架構成。

4、所述控制電纜的接口處共有四個端口，兩個是電源端口，兩個控制信號端口，并且電纜是密封防水的。

5、所述的控制器是由測速電路、控制電路和逆變器主電路組成。

本發明裝置在使用時，只需要在控制電纜的接口處給以所需直流電源和控制信號(±5V模擬信號)，就可以通過控制器來控制稀土永磁無刷直流電動機的轉速，并且通過行星齒輪減速器減速，來獲得螺旋槳所需要的最佳轉速。

由于采用了高牌號的燒結型釹鐵硼作為磁鋼，電機的體積可以減少30％-40％，效率可以提高6％-10％；又由于稀土永磁無刷直流電動機的調速范圍可達1000倍，而且調速平穩，減速器的體積和重量就減小了，并且可以固定在電機的外殼內。整個裝置結構變得緊湊了，總的效率明顯得到了提高。該裝置便于在水下航行器上安裝和維護，使用簡單、可靠性高。

(四)附圖說明

圖1是本發明的第一種實施方式的結構示意圖；

圖2是本發明的第二種實施方式(省去減速器)的結構示意圖。

(五)具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

具體實施方式一：結合圖1，本具體實施方式的一體化裝置由稀土永磁無刷直流電動機、控制器19、減速器、螺旋槳9組成的。所述的永磁無刷直流電動機是由電機外殼4、嵌有三相繞組的定子鐵心5、貼有高牌號燒結型釹鐵硼18的轉子構成。定子鐵心5上裝有位置傳感器，按著預先計算出的機械角度擺放。位置傳感器的輸出線通過導線2與控制器19相連接，定子三相繞組的引出線通過導線3與控制器相19連接。所述的控制器19是由測速電路、控制電路和逆變器主電路組成。所述減速器是行星齒輪減速器，由太陽輪14、行星輪6及行星架13構成。轉子17的一端帶有固定軸21，轉子17的另一端帶有傳動軸，傳動軸由第一段傳動軸15和第二段傳動軸10組成，第一段與第二段傳動軸之間設置有減速器，轉子17通過軸承安裝在電機外殼內、并且傳動軸伸出端蓋，所述的軸承包括第一段傳動軸15與電機外殼之間的軸承16、第二段傳動軸10與端蓋12之間的軸承11和固定軸21與電機外殼4之間的軸承20，螺旋槳9固定在第二傳動軸10上，導流罩8通過支架7固定在定子外殼上。電機端蓋1和帶有軸承11的端蓋12與電機外殼4緊密連接。控制電纜22由端蓋1引出，所述控制電纜22的接口處共有四個端口，兩個是電源端口，兩個控制信號端口，并且電纜是密封防水的。兩端蓋1、12與電機外殼4間，以及控制電纜22與端蓋1間，采用的是靜密封，軸承11與軸10間采用的是動密封。整個機殼內部充油，以保障本裝置在深水下可以承受足夠的壓力。

具體方式二：結合圖1和圖2，本具體實施方式與具體實施方式一的不同點是：當水下航行器所需螺旋槳是中高速的，可以直接通過控制器來調節，也就是在圖1中除去減速器及其相關部件，變成圖2的結構形式。因此，本裝置的結構就變得更簡單，體積變得更小，重量變得更輕，效率變高。具體省去的部件是行星輪6、軸10、行星架13、太陽輪14、軸承16，其他組成和連接關系與具體實施方式一相同。