一种大电感无齿槽推进电机

本发明属于推进电机，具体涉及一种大电感无齿槽推进电机。

背景技术：

1、推进电机作为潜航器、舰船推进的动力核心装置，其噪声性能直接影响到潜航器、舰船推进系统的运行性能和隐藏能力，尤其是面对静音巡航的推进需求。传统有齿槽推进电机气隙磁密基波幅值大，谐波丰富且幅值大，导致电机空载或负载运行噪声大，而无齿槽结构能有效降低气隙磁密幅值及谐波含量，但无齿槽结构使得电机电感急剧下降，导致对电流谐波驱动控制难度增加，可能使得实际噪声增大。

2、为了满足静音巡航的推进需求，现有推进系统常用大量的滤波装置以增加电机系统的电感，进行谐波和噪声的抑制和消除，但滤波装置往往使得电机系统的体积和重量较大，而且由于舰船仓体空间受限，因此各装置的体积不得不面临整体规划设计。另外滤波装置存在和电机运行系统的谐振及其他问题，导致推进系统运行稳定性能受到干扰。

3、cn111431301a中公开了一种定子侧具有不导磁间隔的背绕式绕组无齿槽高速永磁电机，目的是提升高速永磁电机的可靠性，但其定子轭部外侧的外齿均导磁，且和机壳直接接触，此结构电机漏感难以通过结构设计调节，若机壳导磁，则电机电感幅值及波动特别大，不利于实际应用。

4、因此，如何提供一种既能降低推进系统的体积和重量，又能提高推进系统电感，增大对谐波和噪声的抑制能力的推进电机结构，是推进电机领域一个亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种能提高推进系统电感，增大对谐波和噪声的抑制能力的大电感无齿槽推进电机，从而克服现有技术的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种大电感无齿槽推进电机，包括：

3、机壳；

4、定子组件，所述定子组件位于所述机壳的内侧，其包括定子铁芯、定子护套和绕制于所述定子铁芯上的多个环形绕组，所述定子铁芯包括轭部、内齿和外齿，所述内齿和外齿分别设置于所述轭部的内侧和外侧，所述环形绕组沿径向绕于所述轭部上，所述内齿的数量和外齿的数量分别与所述环形绕组的内侧线圈的数量和外侧线圈的数量相同，所述环形绕组的内侧线圈之间通过内齿隔离和固定，外侧线圈之间通过外齿隔离和固定，所述外齿全部与所述轭部一体成型且材料相同，或者部分所述外齿为非导磁材料的假齿、其余与所述轭部一体成型且材料相同；所述定子护套包括定子外护套，所述定子外护套设置于所述机壳与所述定子铁芯的外齿之间，所述定子外护套和内护套均为非导磁材料；

5、转子组件，所述转子组件位于所述定子组件的内侧。

6、在一优选实施例中，所述转子组件包括转子铁芯和多个永磁体，所述永磁体周向均匀贴装于所述转子铁芯上。

7、在一优选实施例中，所述外齿中的假齿与其余外齿在轭部外侧上交叉分布。

8、在一优选实施例中，所述电机为大于等于三相的多相电机，所述外齿中的假齿与外侧线圈的相对位置为假齿设置于不同相的外侧线圈之间。

9、在一优选实施例中，所述电机为大于等于三相的多相电机，所述外齿中的假齿与外侧线圈的相对位置为假齿设置于每相的外侧线圈之间。

10、在一优选实施例中，所述内齿均为非导磁材料的假齿。

11、在一优选实施例中，所述定子护套还包括定子内护套，所述定子内护套设置于所述转子组件与所述定子铁芯的内齿之间。

12、在一优选实施例中，所述定子内护套也为非导磁材料，所述机壳为导磁材料，所述定子外护套和所述定子内护套的径向厚度为0.5mm ~5mm。

13、在一优选实施例中，所述定子铁芯的轭部、环形绕组的内侧线圈和转子组件形成电机的主磁通回路，所述定子铁芯的轭部、外齿、环形绕组的外侧线圈和机壳形成漏磁通回路。

14、在一优选实施例中，所述外齿中假齿的数量为外齿总数量的一半。

15、与现有技术相比较，本发明的有益效果至少在于：

16、本发明通过在定子铁芯的外齿和机壳之间设置非导磁材料的定子护套，隔离机壳和定子铁芯的外齿，且设置定子铁芯的外齿为部分假齿，通过调整定子护套的径向厚度、定子铁芯轭部外齿的假齿数量和分布位置，来调整电机的漏磁通量及电机漏电感大小。本发明提供了一种大电感无齿槽推进电机，具有降低推进系统的体积和重量，同时增大推进电机电感，提高驱控系统对电流的控制性能和对谐波及噪声抑制能力等优点，从而实现推进电机静音巡航。

技术特征：

1.一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于，所述电机包括：

2.根据权利要求1所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述转子组件包括转子铁芯和多个永磁体，所述永磁体周向均匀贴装于所述转子铁芯上。

3.根据权利要求1所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述外齿中的假齿与其余外齿在轭部外侧上交叉分布。

4.根据权利要求3所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述电机为大于等于三相的多相电机，所述外齿中的假齿与外侧线圈的相对位置为假齿设置于不同相的外侧线圈之间。

5.根据权利要求3所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述电机为大于等于三相的多相电机，所述外齿中的假齿与外侧线圈的相对位置为假齿设置于每相的外侧线圈之间。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述内齿均为非导磁材料的假齿。

7.根据权利要求1所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述定子护套还包括定子内护套，所述定子内护套设置于所述转子组件与所述定子铁芯的内齿之间。

8.根据权利要求7所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述定子内护套也为非导磁材料，所述机壳为导磁材料，所述定子外护套和所述定子内护套的径向厚度为0.5mm ~5mm。

9.根据权利要求1所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述定子铁芯的轭部、环形绕组的内侧线圈和转子组件形成电机的主磁通回路，所述定子铁芯的轭部、外齿、环形绕组的外侧线圈和机壳形成漏磁通回路。

10.根据权利要求1所述的一种大电感无齿槽推进电机，其特征在于：所述外齿中假齿的数量为外齿总数量的一半。

技术总结
本发明公开了一种大电感无齿槽推进电机，包括转子组件、定子组件和机壳，所述定子组件包括定子铁芯、环形绕组和定子护套，定子铁芯包括轭部、内齿和外齿，其中，内齿均为假齿，外齿包含部分假齿，环形绕组径向绕在定子铁芯的轭部，每一内侧线圈和外侧线圈的两端分别由内齿和外齿隔离和固定，定子护套包括内护套和外护套，分别安装内齿和外齿上，假齿和定子护套均为不导磁结构，机壳为导磁结构。本发明增加了电机电感，降低了推进系统滤波装置体积，提高了控制性能，实现了推进电机谐波抑制和静音巡航。

技术研发人员：陈进华,赵士豪,张驰,高云鹏,张杰,蒋哲
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16