申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2024-04-12

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118040986B

主分类号：H02K9/06

分类号：H02K9/06;H02K9/19;H02K5/20;H02K5/18;B63G8/08;G06F30/17;G06F30/20;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.05.31#实质审查的生效;2024.05.14#公开

摘要：本发明提供了一种风冷与油冷结合的水下电机系统和水下装备，属于水下电机技术领域，解决现有油冷电机系统无法自适应地满足水下航行装备冷却需求，工作效率低、冷却效果不佳的问题；本发明的电机主轴上设有风扇，扇叶叶片上设有出油孔，主轴带动扇叶甩出冷却油与空气混合为小液滴，对电机内部组件喷淋换热，结构简单紧凑、温均性好、换热效果好；本发明建立了水下电机系统仿真模型，确保扇叶叶片选取的结构参数最优，提升了水下装备的可靠性；本发明中的离合器能够根据水下装备的工况，自动控制散热系统的启闭，实现了电机在两种工况下能够自动采用与发热量相匹配的散热策略，节约了能源，提高了电机输出效率，降低了噪音且增加了隐蔽性。

主权项：1.一种风冷与油冷结合的水下电机系统，用于实现水下航行装备的动力推进；其特征在于：包括电机和散热系统；所述电机包括电机壳体、第一端盖、第二端盖、转子组件和定子组件；所述电机壳体具有内部腔体；所述第一端盖、电机壳体和第二端盖依次轴向对接，形成内部腔体；所述转子组件包括主轴，用于向外输出扭矩；所述主轴内设有充油的空腔；所述定子组件固定在电机壳体内壁；所述散热系统包括冷却油、输油通道、热桥组件、两个风扇和两个离合器；所述风扇包括扇叶基座和若干片扇叶叶片；每片所述扇叶叶片的压力面中部靠近末端处设有若干个出油孔，扇叶叶片内部设有导油管；所述导油管两端分别连通主轴空腔和出油孔；两个所述风扇的扇叶基座通过离合器分别同轴套设在主轴上，随主轴同步转动，且扇叶基座的轴向安装位置位于定子组件的两端；所述扇叶叶片设置在扇叶基座上；所述离合器受电机主轴转速控制，当电机主轴转速达到或超过设定转速阈值时，扇叶基座与主轴通过离合器接合，实现根据电机主轴转速自动控制所述散热系统的启闭；所述离合器包括导轮、簧片、两个滑动轴承和多个棘爪；所述导轮同轴套设在主轴上且能够与主轴同步转动；多个所述棘爪一端铰接在导轮侧壁上，且棘爪主体与导轮侧壁通过簧片连接；所述扇叶基座内壁设有一圈内棘轮，扇叶基座通过两个滑动轴承套设在主轴上；所述簧片呈“V”型，簧片两端分别固定在棘爪和导轮侧壁上；所述簧片处于自由状态时，棘爪与内棘轮不接触；所述主轴带动导轮转动，进而在离心力作用下，使棘爪克服簧片弹力张大与导轮侧壁的夹角；当电机主轴转速达到所述设定转速阈值时，棘爪与内棘轮啮合，实现主轴带动扇叶基座旋转，开启散热系统；通过优化设计风扇结构参数，能够在电机主轴转速处于设定的转速区间内时，确保电机转子组件和定子组件的温度满足电机设计要求；所述设定的转速区间端点值为所述设定转速阈值和水下航行装备处于高速机动工况时所对应的设计转速；所述风扇结构参数为扇叶叶片的数量、根部攻角和端部攻角及其出油孔的数量、位置和尺寸参数；所述冷却油预置于内部腔体内，且水下航行装备稳定航行时，冷却油液面低于扇叶叶片的最低点；所述输油通道设置在第一端盖或第二端盖内，且将主轴空腔与所述内部腔体连通；所述热桥组件设置在电机壳体外，连接电机壳体与水下航行装备壳体。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种风冷与油冷结合的水下电机系统和水下装备

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