本發(fā)明涉及電機(jī)，尤其為一種傾旋翼垂直起降飛行器自然風(fēng)冷電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)飛行器是指依靠電動(dòng)機(jī)而不是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)，電動(dòng)飛行器使用電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)代替內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力，從而獲得了很多優(yōu)點(diǎn)和獨(dú)特品質(zhì)。最突出的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保，效率高、能耗低，同時(shí)實(shí)現(xiàn)接近零排放，噪聲和振動(dòng)水平較低，乘坐舒適性好，是名符其實(shí)的環(huán)境友好飛機(jī)。在設(shè)計(jì)上也有很多優(yōu)勢(shì)：總體布局靈活，可采用最佳布局和非常規(guī)、創(chuàng)新布局；可設(shè)計(jì)出具有超常性能的飛機(jī)，滿足特殊用途需求等；垂直起降飛行器不需要滑跑就可以起飛和著陸。

2、這種飛行器不僅在軍事、物流、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景，還在城市空中交通中被認(rèn)為是未來(lái)的重要交通工具。為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)飛行器的高效、穩(wěn)定和長(zhǎng)壽命運(yùn)行，對(duì)其核心部件——電機(jī)的性能提出了更高的要求。在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，電磁線圈部分和電子調(diào)速器是主要的發(fā)熱源。隨著電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)部溫度會(huì)迅速上升。如果熱量不能及時(shí)有效地帶出和散發(fā)，電機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力降低和能耗增加等問(wèn)題。特別是釹鐵硼磁鐵，其高溫下磁性能下降明顯，導(dǎo)致電機(jī)輸出功率下降。同時(shí)，溫度升高可能導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部材料的熱膨脹和機(jī)械應(yīng)力增大，從而影響電機(jī)的精度和可靠性。

3、在現(xiàn)有的一些自然風(fēng)冷系統(tǒng)中，通常依靠外部空氣流動(dòng)進(jìn)行散熱，但這種方法存在一定的局限性，特別是在飛行器低速或懸停時(shí)，空氣流動(dòng)較弱，散熱效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，通過(guò)優(yōu)化的內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和自排氣方式實(shí)現(xiàn)高效散熱。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種傾旋翼垂直起降飛行器的中空內(nèi)轉(zhuǎn)子自然風(fēng)冷電機(jī)，包括：動(dòng)力源，所述動(dòng)力源由動(dòng)力部和電機(jī)尾部組成，電機(jī)尾部為動(dòng)力部提供電能，動(dòng)力部為螺旋槳葉提供動(dòng)力；

3、電機(jī)端部，所述電機(jī)端部與動(dòng)力部固定連接，向動(dòng)力部?jī)?nèi)部輸送冷空氣，同時(shí)為飛行器提供推力。

4、進(jìn)一步地，所述動(dòng)力部包括內(nèi)轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)壁設(shè)有膛線凹槽，所述膛線凹槽呈螺旋狀均勻地分布在內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)壁，所述膛線凹槽的螺旋狀與空氣流動(dòng)的轉(zhuǎn)向一致。

5、進(jìn)一步地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)部中間固定設(shè)有支撐架，所述支撐架的端部固定設(shè)有四個(gè)均勻分布的導(dǎo)流槽曲面連接塊，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)圈固定設(shè)有若干散熱片支架，所述散熱片支架與支撐架外表面固定連接，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子外圈固定設(shè)有一圈散熱銅網(wǎng)片，所述散熱銅網(wǎng)片外圈固定設(shè)有若干釹鐵硼磁鐵片，所述釹鐵硼磁鐵片外部?jī)啥思爸虚g均固定套設(shè)有一圈碳纖維圈，用于保護(hù)高速旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子不被破壞。

6、進(jìn)一步地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子中心固定設(shè)有散熱轉(zhuǎn)軸，所述散熱轉(zhuǎn)軸的末端設(shè)有固定扇葉，所述固定扇葉中心與散熱轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)軸尾部固定設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)散熱轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)。

7、進(jìn)一步地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子前端與后端均固定套設(shè)有軸承，所述軸承外部設(shè)有電磁線圈繞組，所述電磁線圈繞組內(nèi)部與軸承外部均固定連接，所述電磁線圈繞組外部固定設(shè)有電機(jī)殼。

8、進(jìn)一步地，所述電機(jī)端部位于動(dòng)力部前端，所述電機(jī)端部包括葉盤。

9、進(jìn)一步地，所述葉盤內(nèi)部前端固定設(shè)有支撐架插孔，所述支撐架插孔的周圍設(shè)有插口，所述插口的形狀和數(shù)量與導(dǎo)流槽曲面連接塊相同。

10、進(jìn)一步地，所述葉盤外側(cè)固定設(shè)有螺旋槳葉，所述螺旋槳葉中部鏤空，在保證強(qiáng)度的同時(shí)減輕自重。

11、進(jìn)一步地，所述葉盤前端固定設(shè)有錐形殼，所述錐形殼頂端固定設(shè)有頂蓋，所述錐形殼殼身設(shè)有貫穿的梯形孔，所述梯形孔的其中兩側(cè)邊和錐形殼的前后端面相互平行，另外兩側(cè)邊與錐形殼的前后端面之間的夾角為銳角，將冷空氣吸入動(dòng)力部?jī)?nèi)部。

12、進(jìn)一步地，所述電機(jī)尾部包括電子調(diào)速及控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)外殼，所述電子調(diào)速及控制器固定設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)部，為電磁線圈繞組提供電能，所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼底部呈扁平線且凸出飛行器的機(jī)翼，所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)部底面固定設(shè)有若干尾管散熱條紋。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：電子調(diào)速及控制器為電磁線圈繞組提供電能，通電后的電磁線圈繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，而內(nèi)轉(zhuǎn)子由永磁體制成，與電磁線圈繞組的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生斥力，電磁線圈繞組為定子被電機(jī)殼固定，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)；錐形殼端部的頂蓋呈光滑的弧形，減小空氣阻力，提高前進(jìn)速度；螺旋槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)錐形殼上的梯形孔同時(shí)旋轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的梯形孔不停地切割空氣，將冷空氣吸入錐形殼內(nèi)部，經(jīng)導(dǎo)流槽曲面連接塊間隙流入內(nèi)轉(zhuǎn)子的空腔，與內(nèi)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱交換，降低內(nèi)轉(zhuǎn)子的溫度，提高其工作穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命；動(dòng)力部?jī)?nèi)的熱空氣經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼排出，同時(shí)產(chǎn)生反推力，推動(dòng)電機(jī)前移，提高電機(jī)功率，該動(dòng)力部在運(yùn)行過(guò)程中不需額外輔助散熱器械，在自身造型及結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)下可自行散熱，保證電機(jī)的工作穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力部(1)包括內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)內(nèi)壁設(shè)有膛線凹槽(106)，所述膛線凹槽(106)呈螺旋狀均勻地分布在內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)內(nèi)壁，所述膛線凹槽(106)的螺旋狀與空氣流動(dòng)的轉(zhuǎn)向一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)內(nèi)部中間固定設(shè)有支撐架(107)，所述支撐架(107)的端部固定設(shè)有四個(gè)均勻分布的導(dǎo)流槽曲面連接塊(205)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)內(nèi)圈固定設(shè)有若干散熱片支架(108)，所述散熱片支架(108)與支撐架(107)外表面固定連接，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)外圈固定設(shè)有一圈散熱銅網(wǎng)片(109)，所述散熱銅網(wǎng)片(109)外圈固定設(shè)有若干釹鐵硼磁鐵片(110)，所述釹鐵硼磁鐵片(110)外部?jī)啥思爸虚g均固定套設(shè)有一圈碳纖維圈(102)，用于抵消高速旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)產(chǎn)生的離心力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)中心固定設(shè)有散熱轉(zhuǎn)軸(304)，所述散熱轉(zhuǎn)軸(304)的末端設(shè)有固定扇葉(305)，所述固定扇葉(305)中心與散熱轉(zhuǎn)軸(304)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述散熱轉(zhuǎn)軸(304)尾部固定設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉(306)，內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)散熱轉(zhuǎn)軸(304)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉(306)轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(101)前端與后端均固定套設(shè)有軸承(103)，所述軸承(103)外部設(shè)有電磁線圈繞組(104)，所述電磁線圈繞組(104)內(nèi)部與軸承(103)外部均固定連接，所述電磁線圈繞組(104)外部固定設(shè)有電機(jī)殼(105)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)端部(2)位于動(dòng)力部(1)前端，所述電機(jī)端部(2)包括葉盤(203)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述葉盤(203)內(nèi)部前端固定設(shè)有支撐架插孔(2031)，所述支撐架插孔(2031)的周圍設(shè)有插口(2032)，所述插口(2032)的形狀和數(shù)量與導(dǎo)流槽曲面連接塊(205)相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述葉盤(203)外側(cè)固定設(shè)有螺旋槳葉(204)，所述螺旋槳葉(204)中部鏤空，在保證強(qiáng)度的同時(shí)減輕自重。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述葉盤(203)前端固定設(shè)有錐形殼(201)，所述錐形殼(201)頂端固定設(shè)有頂蓋(202)，所述錐形殼(201)殼身設(shè)有貫穿的梯形孔(206)，所述梯形孔(206)的其中兩側(cè)邊和錐形殼(201)的前后端面相互平行，另外兩側(cè)邊與錐形殼(201)的前后端面之間的夾角為銳角，將冷空氣吸入動(dòng)力部(1)內(nèi)部。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)尾部(3)包括電子調(diào)速及控制器(301)和發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(307)，所述電子調(diào)速及控制器(301)固定設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(307)內(nèi)部，為電磁線圈繞組(104)提供電能，所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(307)底部呈扁平線且凸出于飛行器的機(jī)翼，所述發(fā)動(dòng)機(jī)外殼(307)內(nèi)部底面固定設(shè)有若干尾管散熱條紋(303)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種傾旋翼垂直起降飛行器的內(nèi)轉(zhuǎn)子中空自然風(fēng)冷電機(jī)，電子調(diào)速及控制器為電磁線圈繞組提供電能，內(nèi)轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下高速旋轉(zhuǎn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子為中空通透設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)錐形殼旋轉(zhuǎn)將空氣吸入，空氣通過(guò)連接塊導(dǎo)流槽流入內(nèi)轉(zhuǎn)子的空腔，空腔表面凹槽處理以增加熱交換面積，快速降低內(nèi)轉(zhuǎn)子的溫度，提高其工作穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命；動(dòng)力部?jī)?nèi)的熱空氣經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼排出，同時(shí)產(chǎn)生反推力，該動(dòng)力部在運(yùn)行過(guò)程中不再需額外輔助散熱器械，在自身造型及結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)下可自行散熱，使電機(jī)保持在合理溫度區(qū)間工作，保證電機(jī)的工作穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李榮權(quán),王翰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：以聲動(dòng)人（上海）教育科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19