[实用新型]对转螺旋桨驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及船舶驱动装置领域，尤其涉及一种对转螺旋桨驱动装置。

背景技术

作为一种有效的船舶推进节能方案，对转螺旋转一直受到业界的关注。对转螺旋桨是在船舶推进的轴线上一前一后设置两个螺旋桨，两个螺旋桨旋转方向相反。在对转螺旋桨推进系统中，前螺旋桨产生的未被有效利用的涡动能量在后一螺旋桨上得到有效利用，转化为推进动力。

现有对转螺旋桨驱动方式是动力装置输出单一轴的旋转运动，通过传动箱将单一轴的旋转运动转换为同心两轴的对转运动，两轴分别驱动两个螺旋桨。现有对转螺旋桨驱动装置结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单，成本较低的对转螺旋桨驱动装置。

为解决上述问题采用的技术方案是：对转螺旋桨驱动装置包括驱动电机，驱动电机包括支座以及同轴设置的外转子、内转子、内转轴、外输出部件和外支撑部件；内转子位于外转子内部，内转子与外转子之间有气隙；外输出部件和外支撑部件分别与外转子轴向两端连接，外输出部件和外支撑部件分别通过支撑轴承与支座连接；内转轴贯穿内转子并与内转子连接，内转轴一端通过对转轴承与外支撑部件连接，内转轴另一端通过对转轴承与外输出部件连接；外输出部件为空心结构，内转轴穿过外输出部件，外输出部件和内转轴上分别设置有螺旋桨连接结构。

进一步的是：内转子为内部设置有永磁体的永磁转子。

进一步的是：内转子包括内转子铁心和不锈钢套，永磁体材料为钐钴，永磁体设置于内转子铁心表面，不锈钢套套装在永磁体外。

本发明的有益效果是：驱动电机利用作用力与反作用力原理，将传统电机的定子作为外转子，原有的转子作为内转子，两者因作用力和反作用力原理实现反向旋转运动。利用本对转螺旋桨驱动装置驱动螺旋桨，将支座1固定在船舶上，将螺旋桨连接到本对转螺旋桨驱动装置即可，无需设置传动箱，简化了对传螺旋桨驱动装置的结构，节约了成本。

附图说明

图1是对转螺旋桨驱动装置结构图；

图2是内转子横截面图；

图中标记为：支座1、对转轴承2、内转轴3、支撑轴承4、外输出部件5、外转子6、内转子7、外支撑部件8、通电装置9、螺旋桨连接结构10、螺旋桨11、内转子铁心12、永磁体13、不锈钢套14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

对转螺旋桨驱动装置包括驱动电机，驱动电机包括支座1以及同轴设置的外转子6、内转子7、内转轴3、外输出部件5和外支撑部件8；内转子7位于外转子6内部，内转子7与外转子6之间有气隙；外输出部件5和外支撑部件8分别与外转子6轴向两端连接，外输出部件5和外支撑部件8分别通过支撑轴承4与支座1连接；内转轴3贯穿内转子7并与内转子7连接，内转轴3一端通过对转轴承2与外支撑部件8连接，内转轴3另一端通过对转轴承2与外输出部件5连接；外输出部件5为空心结构，内转轴3穿过外输出部件5，外输出部件5和内转轴3上分别设置有螺旋桨连接结构10。

驱动电机利用作用力与反作用力原理，将传统电机的定子作为外转子6，原有的转子作为内转子7，两者因作用力和反作用力原理实现反向旋转运动。利用本对转螺旋桨驱动装置驱动螺旋桨11，将支座1固定在船舶上，将螺旋桨11连接到本对转螺旋桨驱动装置(内转轴3和外输出部件5)即可，无需设置传动箱，简化了对传螺旋桨驱动装置的结构，节约了成本。

普通的直流电机和同步电机需要专门设置励磁绕组，通入电流，来建立气隙磁场。电机体积增大，励磁功率造成电机发热，效率降低。感应(异步)电机要通过三相定子绕组从电网吸收感性无功电流来建立气隙磁场。电机功率因数低，效率也有所降低。为了避免上述缺点，驱动电机为永磁电机，即内转子7为内部设置有永磁体13的永磁转子。由于永磁材料的固有特性，它经过预先磁化(充磁)以后，不再需要外加能量就能在其周围空间建立磁场。这既可简化电机结构，又可节约能量。

大功率永磁电机共有的一个问题就是在电机瞬态突变电流过高或温升过高的情况下，永磁体13会发生不可逆退磁。电流瞬态突变一般是指在起动，堵转或者短路的情况下，电机电子绕组电流会瞬间增大到额定电流的数倍甚至十几倍左右，有可能会将永磁体13瞬间退磁。另外所有类型的永磁体13都有工作温度限制，超过这个温度限制永磁体13将出现退磁现象。对于电流过大的问题，需要在控制器上进行电流限制，将电流限制在永磁体及控制器元件可承受的值之内，电机本体上，内转子6外表面可套入一定厚度的不锈钢钢套14，一方面为了固定永磁体13在高速下不被甩出，另一方面，在电机电流发生瞬态变化时，不绣钢套14表面会产生感应电流，产生和电枢磁场反向的磁场，阻止电枢电流的增大，有效得保护永磁体不被瞬间电枢磁场退磁。对于温升问题，驱动电机不采用冷却系统的情况下，就需要采用能耐高温的永磁体13。本申请采用最高可耐180～250度的钐钴。虽然会增大了永磁体的材料成本，但可保证转子磁钢能承受更高的温升，防止永磁体13发生不可逆退磁和提高电机的可靠性。