[发明专利]转子集成轴流风机且拥有涵道风扇的对转轴向磁通电机

说明书

本发明提出一种转子集成轴流风机且拥有涵道风扇的对转轴向磁通电机。对转轴向磁通电机采用两组单定子/单转子拓扑，定子绕组采用环氧树脂塑封，定子铁芯使用压条压紧到端盖上，定子铁芯与端盖端面之间设计有径向通风槽道，端盖内侧设计有第一轴向通风口和第二轴向通风口。在每个转子的外圆周上设计一个轴流风机，在每个转子支撑框架上安装有涵道风扇，两个对转转子上的轴流风机提高了吸风排风的效果，提高了绕组端部、定子铁芯、磁钢表面的对流换热系数和换热效率，将定子、转子以及轴承产生热量快速的扩散到外界空气，实现了电机功率密度和扭矩密度的提高。

技术领域

本发明涉及城市空中出租车、短途通勤用的纯电/混动飞机电机领域，具体涉及一种转子集成轴流风机且拥有涵道风扇的对转轴向磁通电机。

背景技术

传统的涵道风扇电机带动涵道风扇的旋转，产生的风只能冷却电机机壳表面，在重载、长续航工况下，对机壳表面的吹风往往只能带走有限的热量、冷却效果欠佳。

中国实用新型专利CN212435557U(一种共轴双输出盘式电机)设计了一种共轴双输出盘式电机，拥有两个电机，每个电机包含一个定子和一个转子。两个电机共用一根主轴支撑，部分抵消了双边的轴向力，利用对转螺旋桨产生的风对机壳冷却，在低转速、大负载工况，冷却效果欠佳；此外，转子背铁(20号钢)产生较大的涡流损耗，且气隙不平衡产生的轴向力作用到四个深沟球轴承，增大了轴承的轴向载荷和损耗。同时专利[1]仅仅依靠轴承的过盈安装来抵消转子带动螺旋桨产生的推力，未考虑转子失效从电机脱离的保护措施。

中国实用新型专利CN208890536U(一种具有电机电调散热系统的涵道风扇)介绍了一种具有电机和电调散热系统的涵道风扇，其旋翼桨除了产生向下推力外，与电机散热风扇一起吹风分别对电机和电调的表面散热。该专利介绍的涵道风扇未指定风扇类型(可能是少翅片的轴流风机)和电机类型；拓扑采用单个电机与单个螺旋桨配置；电机散热风扇产生的气流仅仅也是通过电机和电调的表面散热。

中国发明专利CN113978740B(航空用的双转子轮缘驱动型内外涵道式推进器)，设置了内外双转子轮缘电机，定子绕组内外层采用分离匝数的环形绕组，外转子极数大于内转子，得到外转子转速比内转子低，造成内外涵道流量流速不同，提高了涵道推进器的气动性能、电机效率和功率密度，降低了边界层吸附损耗。专利[3]电机类型是径向磁通的磁钢表贴式永磁电机或鼠笼式异步电机类。

中国发明专利CN112383193B(一种内置集成双轴流风机的油冷轴向磁通电机)，基于双定子/单转子、转子磁钢表贴式拓扑方案，虽然解决了高功率密度高扭矩密度电机的散热问题，但未充分利用端盖端面的散热空间，而且双轴流风机的布置占用了轴承安装的空间。

发明内容

为了克服上述现有专利技术的缺点，本发明提出一种转子集成轴流风机且拥有涵道风扇的对转轴向磁通电机，对转轴向磁通电机采用两组单定子/单转子拓扑，定子绕组采用环氧树脂塑封，定子铁芯使用压条压紧到端盖上，定子铁芯与端盖端面之间设计有径向通风槽道，端盖内侧设计有第一轴向通风口和第二轴向通风口。在每个转子的外圆周上设计一个轴流风机，在每个转子支撑框架上安装有涵道风扇，两个对转转子上的轴流风机提高了吸风排风的效果，提高了绕组端部、定子铁芯、磁钢表面的对流换热系数和换热效率，将定子、转子以及轴承产生热量快速的扩散到外界空气，实现了电机功率密度和扭矩密度的提高。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案为对转轴向磁通电机采用两组单定子/单转子拓扑，极槽配合采用18槽14极或18槽12极的分数槽集中绕组方案。

进一步地，定子绕组采用环氧树脂塑封，定子铁芯使用压条压紧到端盖上，定子铁芯与端盖端面之间设计有径向通风槽道，端盖内侧设计有第一轴向通风孔和第二轴向通风孔。

进一步地，在每个转子的外圆周上设计一个轴流风机，在每个转子支撑框架上安装有涵道风扇。转子支撑框架将多翅片式轴流风机、涵道风扇、径向分段磁钢、硅钢片径向叠压的转子背铁通过螺钉成一个转子整体。