一种轴向磁场的轮缘推进器的制作方法

1.本发明属于船舶推进技术领域，具体涉及一种轴向磁场的轮缘推进器。


背景技术：

2.轮缘推进器作为一种高度集成化的推进器装置，取消了传统推进方式的轴系驱动，实现了电机和螺旋桨的一体化集成，装置结构简单紧凑、体积小巧、安装灵活。
3.目前，轮缘推进器通常由一个内置永磁同步电机作为其动力源驱动转子旋转，从而带动与转子一体化集成的螺旋桨旋转，进而产生推力。该内置的永磁同步电机普遍为径向磁场电机，径向磁场电机作为轮缘推进器的驱动源存在如下问题：1，由于径向磁场电机磁场方向为径向，其主要部件包括但不限于转子轭、永磁体、定子电枢等均需径向分布，极大的占用了推进器径向尺寸，导致目前轮缘推进器径向尺寸偏大，增加了推进器重量、降低了推进器导管效率；2，径向磁场电机包含一个轴向长度相对较长的转子，气隙中的转子外壁与内侧的转子内壁在旋转过程中均会产生较大的阻力，且该阻力值大小与转子轴向长度正相关，降低了推进器整体效率；3，径向磁场电机转子径向距离相对较小，该处为相对旋转的径向尺寸，推进器的水润滑推力轴承及径向轴承均布置与该空间，导致推力轴承布置空间有限，增大了推力轴承单位面积的压力，降低了轴承的使用寿命。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种轴向磁场的轮缘推进器。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轴向磁场的轮缘推进器，包括机壳和通过水润滑径向轴承安装在机壳内的转子，机壳内还设置有位于转子左右两侧的定子，每个定子外侧均连接导管，所述的机壳表面周向均匀分布有排污孔，工作状态时进入间隙的泥沙会通过排污孔排出，所述水润滑径向轴承表面周向均匀分布有斜槽，所述的转子包括转子铁芯和安装在转子铁芯内侧的螺旋桨，转子铁芯具有与水润滑径向轴承适配的光滑铁芯外表面，水润滑径向轴承与铁芯外表面配合可约束转子的径向运动，转子铁芯左右端面的铁芯槽分别安装永磁体，永磁体外设置有转子对磨环，所述的定子包括定子基座以及通过定子楔安装在定子基座内的定子绕线，定子绕线外侧依次设置有定子密封板和与转子对磨环适配的水润滑推力轴承，水润滑推力轴承与转子对磨环配合可约束转子的轴向运动。
6.所述的一种轴向磁场的轮缘推进器，其特征在于，所述的斜槽长度方向与转子轴向呈夹角α，其中0＜α≤25，与螺旋桨旋转方向相对应，以减小流动损失。
7.所述的一种轴向磁场的轮缘推进器，其水润滑推力轴承和水润滑径向轴承采用由高分子材料制成的滑动轴承。
8.所述的一种轴向磁场的轮缘推进器，其导管采用流线形外缘面，能够提高轮缘推进器效率。
9.本发明的有益效果是：
本轮缘推进器工作时由外部变频器通过电缆为定子供电，定子绕线产生旋转磁场牵引安装在转子中的永磁体，驱动整个转子旋转从而螺旋桨同步旋转，利用螺旋桨产生推力驱动航行器前进。
10.本轮缘推进器的转子与定子按照定子-转子-定子的结构轴向排列，采用s-r-s双定子结构的轴向磁场电机的结构形式，利用轴向磁场电机优点，有效的降低了轮缘推进器的径向尺寸，同时有效的降低了转子的轴向长度，降低了轮缘推进器的环状损失，同时增大了推力轴承的布置空间，增大了推力轴承寿命，进一步提高了产品的性能。
附图说明
11.图1是本发明的爆炸图；图2是本发明的局部剖视图；图3是本发明的立体图；图4是本发明转子的爆炸图；图5是本发明定子的爆炸图。
12.各附图标记为：100—轮缘推进器，1—转子，11—转子对磨环，12—永磁体，13—转子铁芯，131—铁芯槽，132—铁芯外表面，14—螺旋桨，2—定子，21—水润滑推力轴承，22—定子密封板，23—定子绕线，24—定子基座，241—定子楔，3—机壳，31—排污孔，4—水润滑径向轴承，41—斜槽，5—导管。
具体实施方式
13.以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管附图中的各个构件以特定比例绘制，但是这些比例关系仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。
14.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对发明的限制。
15.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
16.按照本发明的一个示例，如图1所示，本发明轮缘推进器100包含转子1，定子2，机壳3，水润滑径向轴承4以及导管5。
17.参照图2、3所示，所述转子1与左右两侧的定子2接触，所述左右两侧导管5分别与所述定子2左右连接，所述水润滑径向轴承4内侧与转子1配合，所述水润滑径向轴承4外侧与机壳3连接。排污孔31均匀分布于所述机壳3周向表面，斜槽41均匀分布于所述水润滑轴承4周向表面。
18.所述的转子1包括转子对磨环11，永磁体12，转子铁芯13以及螺旋桨14，所述转子铁芯13包含一个光滑的铁芯外表面132，所述螺旋桨14安装于所述转子铁芯13内侧，永磁体12安装于转子铁芯13左右端面的铁芯槽131内，参照图4所示，转子对磨环11、永磁体12、转子铁芯13依次排列连接。
19.所述的定子2包括水润滑推力轴承21，定子密封板22，定子绕线23以及定子基座24。定子基座24内侧设置定子楔241，参考图5所示，所述水润滑推力轴承21，定子密封板22，定子绕线23，定子基座24由外向内依次连接，定子绕线23安装于定子楔241之上。
20.本发明的工作原理为：轮缘推进器100工作时，由外部变频器（未示）通过电缆（未示）为所述定子2供电，定子绕线23产生旋转磁场牵引安装在转子1中的永磁体12，驱动整个转子1旋转从而螺旋桨14同步旋转，利用螺旋桨14产生推力驱动航行器前进。由于水润滑推力轴承21与转子对磨环11配合，可约束转子1的轴向运动，而水润滑径向轴承4与铁芯外表面132配合，可约束转子1的径向运动，转子1在旋转运动时，外侧水流通过与转子1轴向呈夹角α（0＜α≤25）的斜槽41流动，斜槽41开槽方向与旋转方向对应，可减小流动损失。
21.所述推力轴承21以及径向轴承4为包括但不限于由高分子材料制成的滑动轴承。所述导管5具有流线型外缘，能够提高轮缘推进器效率。正常工作状态，进入间隙的泥沙会通过排污孔31排出。
22.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。