[实用新型]一种用于无人机的高磁密度外转子永磁电机

说明书

技术领域

本实用新型属于航空器机电技术领域，特别涉及涉及一种用于无人机的高磁密度外转子永磁电机。

背景技术

飞行器设计与制造技术领域多采用涡轮燃油发动机，近年来无人机产业的发展已经从玩具转化到执法、植保、消防、边防巡逻、侦破等应用，因此采用电动驱动的电机便有了新的技术指标：恒扭矩。扩大力矩半径的可行方法是选择外转子电机结构，但要求轻量化就存在设创新。涉及电动汽车技术领域也有外转子电机专利申请，如CN200610053285.0；CN200710029607.5；CN200810008271.6；CN20081003392.2等，都存在一些无人机所不能直接使用的因素，如：结构、重量、转矩、耗能等。

飞行器上使用的电机必须具备：自重轻、结构简单、易于维护、恒转矩（特别是旋翼无人机启动瞬间的大扭矩）、铝合金材料壳体、高压小电流（节省能源，提高续航里程）等。目前所公开的技术信息或许能够满足其中几条，或许完全不能相提并论。虽然本实用新型选择了外转子永磁电机的结构，但特殊设计的上述技术性能指标确实弥补了我国电动无人机产业的短板。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种用于无人机的高磁密度外转子永磁电机，简化电机的结构，具体易于维护和恒扭矩牵引的特点。

本实用新型的技术方案是：

一种用于无人机的高磁密度外转子永磁电机，包括定子部分和外转子部分；其特征在于，

所述定子部分包括：定子铁芯、在定子铁芯上紧密缠绕的定子绕组、固定于定子铁芯内的空心定子轴，以及固定于空心定子轴下端的电机底盖；

所述外转子部分包括：外永磁转子、空心转子轴和电机上盖；所述空心转子轴下端套入空心定子轴内部并与其通过转子轴承适配；外永磁转子套于定子铁芯外部，外永磁转子和空心转子轴上端分别与电机上盖固定；

所述电机上盖和电机底盖上分别设有风扇孔和下部通风口；

无人机的旋叶轴从上端穿过空心转子轴空间，附加推力轴承承担整机的载荷。

优选的，所述空心定子轴下端的电机底盖上设有螺栓孔，通过螺栓将外转子永磁电机固定在无人机上。

优选的，定子绕组采取紧密型缠绕，留出的绕组线头短于设定值，便于风冷，电机的热量控制在80degC以下。

优选的，所述外永磁转子包括外转子圈和均匀粘贴在其内部的永磁体，对永磁体进行充磁。

优选的，所述定子铁芯、外转子圈和轴承为铁磁性材料，除固定螺栓、螺钉外，其余均为铝合金材料。

优选的，所述空心定子轴和空心转子轴均为整体铝合金材料，利用CNC加工中心一次性完成。

优选的，所述电机上盖的风扇孔为机加工产生的偏斜30°的风扇孔。

本实用新型的优点是：

本实用新型所提供的外转子永磁电机，采用外转子直接固定永磁铁的方式，增大了转矩半径，因此可以按照恒扭矩三相电机的设计原则，维持电机在使用中的最大扭矩，基本满足了自重轻、结构简单、易于维护、恒转矩的要求，特别是旋翼无人机启动瞬间的大扭矩，采用高压小电流节省能源，提高续航里程。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型所述的永磁电机的整体结构示意图；

图2为电机的纵截面结构示意图；

图3为电机横截面示意图；

图4为转子轴结构示意图；

图5为定子轴结构示意图；

图6为电机组装部件示意图。

图中：1—外永磁转子；11—永磁铁；12—外转子固定螺钉；13—外转子固定螺孔；

2—外转子轴；21—外转子与桨叶轴固定螺孔；22—风扇孔；23—转子轴承固定内圈；24—轴承定位圈；25—转子轴承固定内圈螺纹；26—对应永磁转子固定孔13的螺纹定位孔；

3—定子轴；31—定子绕组接线端；32—转子轴承固定螺母；33—转子轴承固定环；34—定子铁芯；35—空心定子绕组；36—定子轴上定位凸槽；37通风口；38—定子轴固定螺孔。

4—转子轴承。

具体实施方式

如图1和2所示，本实用新型所揭示的永磁电机的风冷按照图中箭头方向空气流动。因此不需要其他附加冷却系统，在无人机高开飞行状态，外部的冷空气会以很高的效率进行冷却。