[发明专利]具有横向通量马达的环圈驱动推力器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于船只等的推进系统的环圈驱动推力器（RDT）。更具体地，本发明涉及用于RDT的永磁体无刷马达。

背景技术

在环圈驱动推力器中，电磁马达整体集成有螺旋桨叶片推进器。在典型的RDT中，转子组件被整体集成在螺旋桨叶片的外直径端部处，并且定子组件被整体集成到围绕螺旋桨叶片的静止环形壳体中。定子组件以电磁方式导致转子组件旋转并且用螺旋桨叶片产生推进性推力。壳体通过柱台（pylon）连接到船只，该柱台绕竖直轴线旋转使得RDT能够以单个单元的方式提供推进和转向。

RDT对于浸没操作是有利的，因为电磁马达被从推进器的中心去除。在这种构造中，定子组件的电激活部件被定位在壳体中从而被容易地绝缘。而且，马达被定为成使得最小化液压阻力。具体地，定子组件定位在环形壳体中，并且转子组件定为成紧邻壳体，位于叶片的外直径处。然而，定子和转子组件在被浸没时仍然暴露于液压阻力。因此，希望降低转子和定子组件的厚度以进一步最小化流体动力学损耗。

典型的RDT在定子组件中采用常规的带槽定子芯部。然而，在这些设计中，难以将多个绕组容纳在窄且浅的槽中，所述窄且浅的槽被需要以实现有利的厚度尺寸。用于降低定子芯部厚度的另一种提议包括使用无槽定子绕组好螺旋缠绕定子芯部叠片。该定子组件设计昂贵，难以制造并且仅适用于小型马达。因此，需要一种永磁体马达构造，其在能够被容易且便宜制造的构造中具有有利的液压阻力性质。

发明内容

本发明涉及具有横向通量马达的环圈驱动推力器。所述环圈驱动推力器包括环形壳体、推进器组件、磁性转子组件和横向通量定子组件。所述环形壳体限定沿轴线延伸的流动路径。所述推进器组件被支撑在所述环形壳体中并且包括从所述流动路径的所述轴线径向地延伸的多个螺旋桨叶片，所述螺旋桨叶片构造成绕所述轴线旋转。所述磁性转子组件被安装到所述螺旋桨叶片的径向外端。所述横向通量定子组件被安装到所述环形壳体并且构造成给所述磁性转子组件提供电磁扭矩。

附图说明

图1是连接到水运船只的船体的环圈驱动推力器（RDT）的透视图。

图2是在剖面2-2剖切的图1的环圈驱动推力器的船尾视图，示出了转子芯部和定子芯部。

图3A是在剖面3-3剖切的图2的环圈驱动推力器的侧剖视图，示出了被环圈轴承支撑的推进器组件。

图3B是在剖面3-3剖切的图2的环圈驱动推力器的替代性侧剖视图，示出了被轴轴承支撑的推进器组件。

图4是图1-3B的转子组件和定子组件的局部透视图。

图5A是在剖面5-5剖切的图4的定子组件的第一实施例的侧剖视图，示出了定子芯部，该定子芯部包括由叠片和轭铁形成的U形芯部。

图5B是在剖面5-5剖切的图4的定子组件的第二实施例的侧剖视图，示出了定子芯部，该定子芯部包括U形芯部。

图5C是在剖面5B-5B剖切的图5B的剖视图，示出了U形芯部的叠片层。

具体实施方式

图1是连接到水运船只12的船尾的环圈驱动推力器（RDT）10的透视图。水运船只12可包括任何常规的船只，例如漂浮船或者水下潜艇。在所示的实施例中，船只12包括船体，该船体具有船尾肋板14和龙骨16。在操作中，船只12定位成使得龙骨16被浸没并且船尾肋板14被部分地浸没在水中或任何其他流体中，从而完全地浸没RDT 10。RDT 10通过柱台18在船尾肋板14的下面和龙骨16的尾部被安装到船只12的船体。RDT 10包括壳体20、螺旋桨22、毂24、环圈26以及前、尾整流罩28A和28B。RDT 10也可被称为是集成的马达螺旋桨（IMP）。

RDT 10通过螺旋桨22的旋转向船只12提供推进性动力。RDT 10在龙骨16后面绕柱台18旋转以使船只12转向。RDT 10在例如从船只12内提供的外部动力源的作用下在柱台18上旋转。整体集成到环圈26和壳体20中的电磁马达使螺旋桨22旋转。定子芯部被安装到壳体20内并且通过柱台18从船只12接收电功率。来自定子芯部的磁性力被传递到安装在环圈26上的转子芯部。环圈26驱动螺旋桨在壳体20内的毂24上旋转。前整流罩28A和尾整流罩28B为壳体20、环圈26、定子芯部和转子芯部提供流体动力学防护。