[发明专利]马达冷却系统及方法

说明书

本申请涉及马达冷却系统及方法。描述了一种马达推力组件，其可用于分布式电动推进系统中。马达推力组件可包括位于马达定子的前缘上的旋转楔形环，其中由此延伸一排轴向定子叶片。旋转楔形环为该排轴向定子叶片提供安装表面，同时还控制进入外部间隙的气流质量和进入内部间隙的气流质量的比率。安装到旋转楔形环的该排轴向定子叶片构造成在混合动力推进飞行器的飞行期间将冷却风扇转子后部的冷却气流中的切向动能(即，与气流的速度分量相关的)在与该排轴向定子叶片相互作用后转换成静压升。

技术领域

本公开涉及电动和混合动力电动推进系统领域；更具体地，涉及用于冷却电动马达的系统、方法和装置。

背景技术

长期以来一直需要一种能够从有限空间部署的垂直起降(“VTOL”)运载工具。实际上，运载工具在许多情形中受到喜爱，尤其是可以垂直地起飞和还原至预备姿势而不需要复杂的或重的地面支撑设备的无人机(“UAV”)。在跑道不可用或不可接近的情形中有组织地部署UAV的能力是尤其引人注目的。然而，直到最近，与并入飞行的悬停阶段相关的效率代价、与从垂直飞行(例如悬停)到水平飞行(例如向前飞行或巡航)的转变相关的复杂性以及降低或消除地面人员暴露于暴露的高速转子的必要性已成为尝试发展有效的VTOL UAV的阻碍。

随着新型混合动力平台和改进的混合动力推进系统合并到运载工具中，马达组件的冷却变得更复杂。例如，用于航空航天或船舶应用的高性能马达可使用各种冷却系统，诸如液体冷却、专用冷却风扇、定子和转子之间的可变空间以及其它设计。然而，之前的尝试都集中在陆地动力分布上(例如风力涡轮机)。这种马达和系统是沉重的、巨大的且无法解决与飞机相关的限制，诸如系统的质量、壳体和部件的体积以及结构完整性，其中被认为值得飞行的部件需要高度的结构可靠性。因此，对于马达而言存在一种使用更轻质且更有效的系统以在操作期间冷却飞行器推力组件的需要。

发明内容

本公开涉及电动推进系统和混合动力电动推进系统领域；更具体地，涉及一种用于冷却电动马达的系统、方法和装置。

根据第一方面，一种马达组件包括：定子组件；转子组件，该转子组件与定子组件操作地耦接；以及多个轴向定子叶片，该多个轴向定子叶片从定子组件的前缘延伸，其中多个轴向定子叶片构造成在操作期间将来自转子组件的气流的切向动能转换成静压升(static pressure rise)。

在某些方面，定子组件包括安装到定子壳体的前缘的定子环，该定子环包括多个轴向定子叶片。

在某些方面，定子组件进一步包括冷却流出口引导件，其中定子壳体定位在定子环和冷却流出口引导件之间。

在某些方面，多个轴向定子叶片中的每个围绕定子环布置并从定子环延伸且布置成环绕定子环的前缘的一部分。

在某些方面，定子环的前缘的横截面限定楔形、矩形、三角形或圆形形状中的一者。

在某些方面，定子组件与转子组件操作地耦接以限定内部间隙和外部间隙。

在某些方面，定子环构造成控制进入外部间隙的气流质量与进入内部间隙的气流质量的比率。

在某些方面，定子环的前缘是偏置的以控制进入外部间隙的气流质量和进入内部间隙的气流质量的比率。

在某些方面，转子组件包括转子盖和转子壳体，其中转子盖和转子壳体是同轴的。

在某些方面，转子盖包括布置成产生径向风扇的多个翅片。

在某些方面，多个轴向定子叶片中的至少一个限定基本半圆形形状。

在某些方面，多个翅片布置成将冷却空气引导到多个轴向定子叶片。

在某些方面，多个轴向定子叶片构造成使冷却空气消旋。