[發明專利]一種船用高集成無軸輪緣推進器

在審

• 申請號: 202111466970.7
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114148498A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王旭東;耿濤;卞濤;江文;劉紹森
• 申請（專利權）人: 東莞小豚智能技術有限公司
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;H02K11/33
• 代理公司: 東莞卓為知識產權代理事務所(普通合伙) 44429
• 代理人: 齊海迪

本發明公開了一種船用高集成無軸輪緣推進器，包括導流外殼、螺旋槳組件、電機模塊和電機驅動控制模塊。螺旋槳組件包括螺旋槳和輪緣，螺旋槳與輪緣為一體式設置，電機模塊包括內轉子和外定子，外定子設置于環形外殼的內壁上，輪緣外徑面與內轉子固定，內轉子旋轉時帶動螺旋槳轉動。電機驅動控制模塊通過螺絲固定在導流外殼內，并與外定子的一端電線連接，電機模塊與電機驅動控制模塊通過樹脂膠灌封在導流外殼的內部。本發明將電力馬達、軸系、螺旋槳、電機驅動控制模塊整合為一體，具有高集成、高功率密度、噪聲小的特點。同時特殊設計的電機驅動控制模塊置于推進器內部，解決了傳統推進器通訊線路長、干擾大、一致性差、散熱量大的難題。

技術領域

本發明涉及推進器技術領域，特別涉及一種船用高集成無軸輪緣推進器。

背景技術

傳統的推進器，均是借由外部設備對推進器進行控制，例如用機械方式或遙控方式控制螺旋槳的轉速等。控制設備與推進設備分離帶來的問題是，通訊線路長，信號干擾大，傳輸故障率多。為了保證良好的散熱，控制模塊的功率體積比小，集成度差。

從結構上來看，傳統推進器不管以電力還是燃油提供動力，都需要有傳動軸帶動螺旋槳旋轉產生推力，即由發動機加傳動軸加推進器形成的推進系統，這種推進系統是目前水上交通工具主要的推進方式。隨著人類對技術要求的進一步提高，軸系震動、結構冗雜、功率損耗、震動噪聲已成為亟需解決的問題，無軸推進技術將是未來推進器的發展方向。

因此目前來看，現有推進器需要解決的問題包括：

1.集成問題。需將推進模塊、電機模塊、控制模塊整合到一起，以提高推進器的集成度，增強一致性，提高推進效率與信號傳輸效率。

2.控制和驅動模塊的散熱問題。驅動電路內置，與推進器一同置于水中，可利用流動的水流解決驅動電路的散熱問題。由于沒有過熱風險，相同體積的驅動電路的功率密度可以做到更高，提高推進系統整體效率。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足而提供一種船用高集成無軸輪緣推進器，其集成度高，結構緊湊，對船舶的通用性較強。采用全數字化控制，信號傳輸抗干擾能力強，系統效率高；且整個結構浸沒于水中，無需考慮潤滑與冷卻的問題。

為達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一種船用高集成無軸輪緣推進器，推進器的一端為進水口處，另一端為出水口處，包括導流外殼、螺旋槳組件、電機模塊和電機驅動控制模塊，所述螺旋槳組件、所述電機模塊與所述電機驅動控制模塊設置于導流外殼的內部；所述導流外殼包括前導流蓋、后導流蓋和環形外殼，所述前導流蓋和后導流蓋通過螺絲固定于環形外殼的前端和后端，所述螺旋槳組件包括螺旋槳和輪緣，所述螺旋槳與所述輪緣為一體式設置，所述螺旋槳為環形陣列均勻布置，所述輪緣的內徑面連接所述螺旋槳，所述電機模塊包括內轉子和外定子，所述外定子設置于所述環形外殼的內壁上，所述內轉子與所述輪緣的外徑面連接固定，所述電機驅動控制模塊通過螺絲固定在導流外殼內，并與所述外定子的一端電連接，所述電機驅動控制模塊包括功率板、控制板、動力電源接線和UVW電機接線，所述電機驅動控制模塊和外定子通過樹脂膠灌封在導流外殼的內部。

進一步地，所述前導流蓋設有第一限位槽，所述第一限位槽內設有第一軸承，所述后導流蓋設有第二限位槽，所述第二限位槽設有第二軸承。

進一步地，所述內轉子的前端卡入所述第一軸承，所述內轉子的后端卡入所述第二軸承。

進一步地，所述外定子與所述內轉子產生磁轉力矩，帶動所述螺旋槳組件旋轉。

進一步地，所述功率板采用四層PCB設計，頂面是九顆濾波電容，采用臥式安裝，底面是十二顆功率MOSFET組成的功率電路，所述功率板采用螺絲固定在一片同尺寸環形鋁板散熱基座上，所述動力電源接線從所述功率板引入，所述UVW電機接線從所述功率板輸出，所述功率板主電流回路的PCB走線、過孔均保證額定電流需求。