[實用新型]對轉螺旋槳驅動裝置

有效

• 申請號: 201420220966.1
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203921179U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 蔣軍
• 申請（專利權）人: 德陽東防電機制造有限公司
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;B63H23/06
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉世平

技術領域

本發明涉及船舶驅動裝置領域，尤其涉及一種對轉螺旋槳驅動裝置。

背景技術

作為一種有效的船舶推進節能方案，對轉螺旋轉一直受到業界的關注。對轉螺旋槳是在船舶推進的軸線上一前一后設置兩個螺旋槳，兩個螺旋槳旋轉方向相反。在對轉螺旋槳推進系統中，前螺旋槳產生的未被有效利用的渦動能量在后一螺旋槳上得到有效利用，轉化為推進動力。

現有對轉螺旋槳驅動方式是動力裝置輸出單一軸的旋轉運動，通過傳動箱將單一軸的旋轉運動轉換為同心兩軸的對轉運動，兩軸分別驅動兩個螺旋槳。現有對轉螺旋槳驅動裝置結構復雜，成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種結構簡單，成本較低的對轉螺旋槳驅動裝置。

為解決上述問題采用的技術方案是：對轉螺旋槳驅動裝置包括驅動電機，驅動電機包括支座以及同軸設置的外轉子、內轉子、內轉軸、外輸出部件和外支撐部件；內轉子位于外轉子內部，內轉子與外轉子之間有氣隙；外輸出部件和外支撐部件分別與外轉子軸向兩端連接，外輸出部件和外支撐部件分別通過支撐軸承與支座連接；內轉軸貫穿內轉子并與內轉子連接，內轉軸一端通過對轉軸承與外支撐部件連接，內轉軸另一端通過對轉軸承與外輸出部件連接；外輸出部件為空心結構，內轉軸穿過外輸出部件，外輸出部件和內轉軸上分別設置有螺旋槳連接結構。

進一步的是：內轉子為內部設置有永磁體的永磁轉子。

進一步的是：內轉子包括內轉子鐵心和不銹鋼套，永磁體材料為釤鈷，永磁體設置于內轉子鐵心表面，不銹鋼套套裝在永磁體外。

本發明的有益效果是：驅動電機利用作用力與反作用力原理，將傳統電機的定子作為外轉子，原有的轉子作為內轉子，兩者因作用力和反作用力原理實現反向旋轉運動。利用本對轉螺旋槳驅動裝置驅動螺旋槳，將支座1固定在船舶上，將螺旋槳連接到本對轉螺旋槳驅動裝置即可，無需設置傳動箱，簡化了對傳螺旋槳驅動裝置的結構，節約了成本。

附圖說明

圖1是對轉螺旋槳驅動裝置結構圖；

圖2是內轉子橫截面圖；

圖中標記為：支座1、對轉軸承2、內轉軸3、支撐軸承4、外輸出部件5、外轉子6、內轉子7、外支撐部件8、通電裝置9、螺旋槳連接結構10、螺旋槳11、內轉子鐵心12、永磁體13、不銹鋼套14。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

對轉螺旋槳驅動裝置包括驅動電機，驅動電機包括支座1以及同軸設置的外轉子6、內轉子7、內轉軸3、外輸出部件5和外支撐部件8；內轉子7位于外轉子6內部，內轉子7與外轉子6之間有氣隙；外輸出部件5和外支撐部件8分別與外轉子6軸向兩端連接，外輸出部件5和外支撐部件8分別通過支撐軸承4與支座1連接；內轉軸3貫穿內轉子7并與內轉子7連接，內轉軸3一端通過對轉軸承2與外支撐部件8連接，內轉軸3另一端通過對轉軸承2與外輸出部件5連接；外輸出部件5為空心結構，內轉軸3穿過外輸出部件5，外輸出部件5和內轉軸3上分別設置有螺旋槳連接結構10。

驅動電機利用作用力與反作用力原理，將傳統電機的定子作為外轉子6，原有的轉子作為內轉子7，兩者因作用力和反作用力原理實現反向旋轉運動。利用本對轉螺旋槳驅動裝置驅動螺旋槳11，將支座1固定在船舶上，將螺旋槳11連接到本對轉螺旋槳驅動裝置(內轉軸3和外輸出部件5)即可，無需設置傳動箱，簡化了對傳螺旋槳驅動裝置的結構，節約了成本。

普通的直流電機和同步電機需要專門設置勵磁繞組，通入電流，來建立氣隙磁場。電機體積增大，勵磁功率造成電機發熱，效率降低。感應(異步)電機要通過三相定子繞組從電網吸收感性無功電流來建立氣隙磁場。電機功率因數低，效率也有所降低。為了避免上述缺點，驅動電機為永磁電機，即內轉子7為內部設置有永磁體13的永磁轉子。由于永磁材料的固有特性，它經過預先磁化(充磁)以后，不再需要外加能量就能在其周圍空間建立磁場。這既可簡化電機結構，又可節約能量。

大功率永磁電機共有的一個問題就是在電機瞬態突變電流過高或溫升過高的情況下，永磁體13會發生不可逆退磁。電流瞬態突變一般是指在起動，堵轉或者短路的情況下，電機電子繞組電流會瞬間增大到額定電流的數倍甚至十幾倍左右，有可能會將永磁體13瞬間退磁。另外所有類型的永磁體13都有工作溫度限制，超過這個溫度限制永磁體13將出現退磁現象。對于電流過大的問題，需要在控制器上進行電流限制，將電流限制在永磁體及控制器元件可承受的值之內，電機本體上，內轉子6外表面可套入一定厚度的不銹鋼鋼套14，一方面為了固定永磁體13在高速下不被甩出，另一方面，在電機電流發生瞬態變化時，不繡鋼套14表面會產生感應電流，產生和電樞磁場反向的磁場，阻止電樞電流的增大，有效得保護永磁體不被瞬間電樞磁場退磁。對于溫升問題，驅動電機不采用冷卻系統的情況下，就需要采用能耐高溫的永磁體13。本申請采用最高可耐180～250度的釤鈷。雖然會增大了永磁體的材料成本，但可保證轉子磁鋼能承受更高的溫升，防止永磁體13發生不可逆退磁和提高電機的可靠性。