[发明专利]自带风扇散热的外转子电机和平流层飞艇

说明书

本发明提供一种自带风扇散热的外转子电机，包括内定子组件、外转子组件、内定子固定装置和外转子支撑装置；所述外转子组件包括永磁铁块、外转子、进风口风扇和出风口风扇，进风口风扇和出风口风扇分别固定在外转子沿轴向方向的两端，外转子、进风口风扇和出风口风扇形成腔室，并将内定子组件包围；进风口风扇与外转子支撑装置连接；永磁铁块设置在内定子组件相对应的外转子上；外转子绕着内定子组件旋转使电机工作，气流从进风口风扇进入腔室，从出风口风扇离开腔室，由此形成强迫空气对流，降低平流层上电机内部的温度，提升电机在平流层环境下持续工作的适应性。

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及平流层飞艇中的外转子电机。

背景技术

平流层飞艇在平流层环境下由于空气稀薄，致使空气的流动散热效果较差。传统电机散热的方法通常需要增加一个风机和一个风道来提高空气流动散热效率。但是在平流层飞艇中使用传统电机散热的方法会增加重量和能耗，还会提升系统的复杂性。

目前在研制的平流层飞艇推进电机多采用永磁铁内转子方式，并且在密闭的电机定子腔内热量也没有冷却质通过，这种电机热传导方式使永磁铁受热后热量积蓄且不容易导出。当永磁铁的最高温度超过其能承受的温度范围后，将退磁使电机失去动力。

因此，平流层飞艇使用的推进系统的电动机散热是一个亟待解决的问题。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在的平流层飞艇推进电机散热性能不佳的问题，本发明提供一种自带风扇散热的外转子电机，包括内定子组件、外转子组件、内定子固定装置和外转子支撑装置；

所述外转子组件包括永磁铁块、外转子、进风口风扇和出风口风扇，进风口风扇和出风口风扇分别固定在外转子沿轴向方向的两端，外转子、进风口风扇和出风口风扇形成腔室，并将内定子组件包围；进风口风扇与外转子支撑装置连接；永磁铁块设置在内定子组件相对应的外转子上；

外转子绕着内定子组件旋转使电机工作，气流从进风口风扇进入腔室，从出风口风扇离开腔室。

进一步的，所述内定子组件包括内定子和设置在内定子上的内定子齿槽绕组。

进一步的，所述内定子固定装置包括内定子轴固定支撑架、内定子轴和内定子轴轴承，内定子轴穿过出风口风扇的中心处，并连接内定子轴固定支撑架和内定子组件；内定子轴轴承设置在内定子轴上，并固定在出风口风扇上。

更进一步的，所述内定子轴轴承采用向心推力轴承。向心推力轴承能够同时承受范围较大的径向力和轴向力，适用于需要轴向力的飞艇电机上。内定子轴轴承的内圈与内定子轴固定连接，外圈与出风口风扇固定连接，电机转动时，内定子轴轴承内圈与内定子轴固定不动，内定子轴轴承外圈随出风口风扇转动。

进一步的，所述外转子支撑装置包括外转子轴固定支撑架、外转子轴和外转子轴轴承，外转子轴固定在进风口风扇的中心处，用于连接进风口风扇和外转子轴固定支撑架，外转子轴轴承设置在外转子轴上并固定在外转子轴固定支撑架上。

更进一步的，所述外转子轴轴承采用向心推力轴承。向心推力轴承能够同时承受范围较大的径向力和轴向力，适用于需要轴向力的飞艇电机上。外转子轴轴承的内圈与外转子轴固定连接，外圈与外转子轴固定支撑架固定连接，电机转动时，外转子轴轴承内圈与外转子轴随进风口风扇转动，外转子轴轴承外圈与外转子轴固定支撑架固定不动。

更进一步的，所述进风口风扇和外转子轴一体成型。

进一步的，所述进风口风扇采用带有桨叶的风扇。

更进一步的，所述进风口风扇包括外圈扇叶、中圈加强筋和内圈扇叶；中圈加强筋设置在外圈扇叶和内圈扇叶之间。

进一步的，所述出风口风扇采用带有桨叶的风扇。