[实用新型]永磁对转推进电机及航行器

说明书

本实用新型公开了一种永磁对转推进电机及航行器。所述永磁对转推进电机包括安装于电机机壳内的两套定转子组件，各定转子组件包括相互配合的定子组件和转子组件，该两个转子组件分别与一个无轴螺旋桨连接，各定子组件的内壁和相应转子组件的外壁均与电机轴线成一定夹角且各夹角角度相同，两个无轴螺旋桨同轴设置。本实用新型提供的永磁对转推进电机具有结构简单紧凑，轴承摩擦损耗低，推进效率高，续航里程长等优点，并且运行性能稳定，使用寿命长，适合在不同压力环境中使用，在各类航行器中具有广阔应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种永磁推进电机，具体涉及一种永磁对转推进电机及航行器，属于推进电机技术领域。

背景技术

电动机具有安全、可靠、环保、维修性好、运行成本低的特点，具有广阔的应用。然而作为动力系统，无论是传统的活塞发动机和涡桨发动机都是使用单一螺旋桨的单桨系统，在实际使用中均存在诸多问题：第一，动力装置对机体产生反向力矩，为操作带来诸多不便，为了克服反向力矩，甚至需要对机体进行一系列不对称设计；第二，单螺旋桨动力系统效率低，直接影响续航能力；第三，单螺旋桨的可靠性低，在电机失效后，安全难以保证；第四，单螺旋桨动力系统噪声大。

永磁对转推进电机能够在一定程度上解决单螺旋桨动力系统的以上弊端，但又会带来新的问题，例如：无轴推进电机轴承磨损严重，会增加电机的自重，同时增加动力系统的复杂程度，以及使用过程中的维护和维修成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种永磁对转推进电机及航行器，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种永磁对转推进电机，其包括安装于机壳内的第一定转子组件和第二定转子组件，所述第一定转子组件包括相互配合的第一定子组件和第一转子组件，所述第二定转子组件包括相互配合的第二定子组件和第二转子组件，所述第一转子组件与第二转子组件同轴设置，并且所述第一转子组件、第二转子组件分别与第一无轴螺旋桨、第二无轴螺旋桨连接，所述第一定子组件的内壁与电机轴线所成夹角和第一转子组件的外壁与电机轴线所成夹角相同，所述第二定子组件的内壁与电机轴线所成夹角和第二转子组件的外壁与电机轴线所成夹角相同。

在一些实施方式中，所述第一定子组件的内壁与电机轴线所成夹角或所述第二定子组件的内壁与电机轴线所成夹角与电机轴向磁拉力相关，而电机的航行扭矩与轴向磁拉力和航行推力的大小比例相关，在确定所需的电机的航行扭矩后，即能够获得电机轴向磁拉力大小，进而计算出所需夹角的大小；

其中，所述航行推力T_i的计算公式如下：

其中，ρ为流体密度，A₀为推进器盘面面积，V_A为推进器航行速度，u_a1为推进器盘面处速度增量，u_a为推进器盘面无限远后方速度增量；

所述电机轴向磁拉力F的计算公式如下：

F＝1.225×10⁶D_AVtgαL_eff(β_iB_δi)²

其中，D_AV代表电机转子平均直径、α为所述夹角、L_eff为电机铁芯有效长度、B_δi为第i段气隙磁通密度最大值、β_i为气隙磁通密度均方极值与最大值之比。

在一些实施方式中，在轴向方向上所述第二无轴螺旋桨位于第一无轴螺旋桨后方，且所述第一无轴螺旋桨与第二无轴螺旋桨同轴设置。