[发明专利]一种半直驱式吊舱推进电机

说明书

本发明公开了一种半直驱式吊舱推进电机，包括驱动组件和碳粉收集组件。驱动组件包括吊舱壳体、电机和减速装置，电机和减速装置均安装在吊舱壳体内部，减速装置安装在电机的输出端，减速装置与船舶螺旋桨连接；碳粉收集组件包括接地碳刷、第一碳粉室和第二碳粉室，第一碳粉室和第二碳粉室均设置在吊舱壳体内部，第一碳粉室和第二碳粉室分别设置在电机的两端，接地碳刷固定安装在吊舱壳体内部，接地碳刷设置有两个，两个接地碳刷分别与电机的两端连接。本发明中使用电机和减速装置的配合，通过一级或多级减速来实现驱动系统的低速大扭矩特性，将电机转速降低至推进器需要的转速，同时保证需要的转矩，进而使得转矩密度与功率密度更高。

技术领域

本发明涉及船舶动力推进电机技术领域，具体涉及一种半直驱式吊舱推进电机。

背景技术

船舶推进器是船舶动力设备中的重要部件，而随着永磁电机的技术突破，其工作高效区宽、功率因数高、振动噪音小，功率密度高等诸多优点使得其广泛应用于众多工业领域，比如水泥、矿山、电动汽车、电动飞行器，同时也慢慢进入船用推进器领域，如潜水作业供应船、石油钻井平台、补给船、穿梭油轮及滚装船、破冰船及部分军用船舶，但目前船舶领域皆为直驱形式。

吊舱式推进器将推进电机置于船舱外部，直接与螺旋桨相连，舱式对转螺旋桨船舶推进器是一种将推进与操舵集于一身的新型船舶推进装置。该装置可以安装在船体外的任意位置，直接驱动螺旋桨旋转，在360°内水平旋转以实现船舶的矢量推进方式。对转螺旋桨是指在螺旋桨的推进轴线上，前后各布置一只螺旋桨，前螺旋桨的直径大于后螺旋桨的直径，并且这两只螺旋桨的旋转方向相反。在对转螺旋桨推进系统中，前螺旋桨产生的涡动能量可以在后螺旋桨中得到有效利用。吊舱式推进器一般主要由内置驱动电机模块、螺旋桨模块、水平转动机构以及冷却装置组成。其中，驱动电机以永磁交流电机为主，螺旋桨由电机直接驱动。

由于船用吊舱推进器在设计阶段一般会考虑水动力性能，尤其是螺旋桨效率，所以吊舱推进器用永磁电机基座的长径比尤其关键，大的长径比可以提高螺旋桨效率，增强水动力性能。但是，吊舱推进器的大长径比使定子与定子基座的过盈长度较长，导致了电机行业现有的装配和制造难度大，成本高，不利于广泛快速推广。

此外，吊舱推进器的大功率、低速大扭矩特性以及大长径比的水动力要求，与永磁电机的设计理论相悖，不利于电机的高性能特性设计，导致材料不必要的浪费。因此采用半直驱形式，来同时兼顾电机的设计要求与船舶推进器的水动力要求

发明内容

本发明的目的在于提供一种半直驱式吊舱推进电机，以解决上述背景技术中提出的现有的装配和制造难度大，成本高，不利于广泛快速推广和与永磁电机的设计理论相悖，不利于电机的高性能特性设计，导致材料不必要的浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半直驱式吊舱推进电机，包括驱动组件和碳粉收集组件。

驱动组件包括吊舱壳体、电机和减速装置，电机和减速装置均安装在吊舱壳体内部，减速装置安装在电机的输出端，减速装置与船舶螺旋桨连接；

碳粉收集组件包括接地碳刷、第一碳粉室和第二碳粉室，第一碳粉室和第二碳粉室均设置在吊舱壳体内部，第一碳粉室和第二碳粉室分别设置在电机的两端，接地碳刷固定安装在吊舱壳体内部，接地碳刷设置有两个，两个接地碳刷分别与电机的两端连接。

在本发明的一种实施例中，吊舱壳体分为电气室、电机室和减速室三个腔室，电机室和减速室的壳体一体化设置，电气室内部设置有电气系统，电机安装在电机室内部，减速装置安装在减速室内部。

在本发明的一种实施例中，电机包括定子、转子和转轴，转子安装在转轴外侧，定子转动安装在转子外侧。

在本发明的一种实施例中，转轴的输出端安装有第一轴承，转轴的另一端外侧安装有第二轴承。

在本发明的一种实施例中，接地碳刷与转轴接触，接地碳刷上连接有刷辫，刷辫与吊舱壳体连接。