[发明专利]用于飞行器的电驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器、尤其是用于带有至少一个旋翼的直升飞机的电驱动装置。

背景技术

旋翼在此指的是机器的、例如直升飞机或螺旋桨飞机的旋转的（转动的）部分。在此既将旋翼理解成转动叶片也将其理解成在其上固定有该转动叶片的转动头，共同旋转的旋转轴线也处在其轴承结构中。

驱动飞机的旋翼也被称为空气螺旋桨或飞机推进器。尤其是在直升飞机中力求达到相对更高的功率因数，即，kW/kg，从而提高直升飞机的负荷。

由DE3915526A1公知了一种复式电动机，其中空心转子在外部和内部转入旋转状态中并且由此与传统的电动机相比应该可以实现相对更高的功率。

由DE19856647A1公知了一种高扭矩电动机，其构造成多极数永磁体激励电机并且具有由熟铁制成的空心圆柱形转子，该转子在两侧上设置有永磁体并且同轴地布置在外定子和内定子之间且与放置在机器壳体中的轴可旋转地相连接。

由多个出版物中均公知了这种复式布置方式。例如，由CN1909340A，CN201113670Y，WO2007/024224A1或由JP3237295A公知了这种复式布置方式。

由EP1612415A2中公知了一种复式布置的风力发电机以及一种与其相耦合的传动装置。

由WO09/143669A1中公知了一种带有双旋翼的直升飞机，其旋翼通过电动机驱动。

由WO2010/029113A2中公知了一种带有转子环的电驱动系统，在其上布置有用于驱动飞行运动设备的磁体。

由EP1931015A2中公知了一种用于飞行器的复式布置的驱动装置。

由US4259809中公知了一种用于飞机的驱动装置，其中驱动器通过行星齿轮装置使得螺旋桨运动。

在用于直升飞机的发动机或驱动器的迄今为止所公知的这些实施方式中的缺陷在于，上述理念尤其是对于直升飞机而言由于费用高昂的结构且进而由于驱动器的重量仅仅适用于某些情况。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于实现一种用于飞行器的旋翼、尤其是用于直升飞机的驱动器，在其驱动器的低自重的情况下输出了相对更高的功率。

通过用于飞行器、尤其是用于带有至少一个直接由电动机驱动的旋翼的直升飞机的电驱动器来实现所提出的目的的解决方案，其中

-电动机以复式布置方式实施，其中，位于气隙中的转子具有处在承载装置上的永磁体，其中，电动机的定子和/或转子具有冷却装置，

-在被驱动的旋翼和电动机之间，尤其设置有行星齿轮装置，该行星齿轮装置优选地设置在电动机的轴向延长部中。

按照本发明，在复式布置中的电动机-电动机-以及尤其是行星齿轮装置被布置在一个共同的壳体中作为直升飞机或其它飞行器（例如，装有一个或多个发动机的螺旋桨飞机）的旋翼的直接驱动器。行星齿轮装置与电动机放置在一起。这减少了放置位置的数量并且由此实现了紧凑的驱动器。

电动机的尺寸由所需的转矩来决定。为此，直接驱动器、尤其是力矩电动机是尤为合适的。为了获得高效的利用的驱动系统，必需的是，以高转速、尤其是旋转＞10000l/min来运行电动机。由此尤其有利的是将转矩发动机与行星齿轮装置紧凑地组装在一起，从而尤其对于直升飞机的旋翼驱动器而言一方面获得所需的转矩而另一方面获得所需的转速。

为了额外地提高电动驱动器的利用率，电动机以复式布置方式实施。其中，位于气隙中的转子布置在外置的定子与内置的定子之间。在此之间布置有转子。

现在为了提高利用率，在要求更高利用率的情况下利用液体、尤其是油来冷却至少外部的定子、以及内部的定子。需要该油以用于额外地润滑行星齿轮装置。油是一种电绝缘材料并且由此也能直接环绕冲洗定子的绕组。通过油由此使得冷却非常有效，其原因在于热量一方面直接被热源吸收，并且另一方面还能以有利的方式同时形成了用于行星齿轮装置的润滑剂。由此仅仅需要一个油循环回路即可，该油循环回路围绕着定子和传动装置。通过在飞行器之中和/或之上的热交换器来实现油的再冷却。定子由此具有封装罩，该封装罩包围着定子的绕组或带有绕组、组合叠片和绕组头的整个定子等等。通过利用电动机的气隙输送空气来实现配备有永磁体的转子的冷却。

在另一种实施方式中，转子在电动机的真空中旋转，从而避免了空气摩擦损耗。

为了进一步降低损耗、尤其是转子中的涡流损耗而将永磁体构造成层状的。

定子的绕组在此设计成多相绕组，以有利的方式分别设计成三相绕组。