无机械换档直接海水冷却一体式永磁电机舷外挂机系统的制作方法

1.本发明涉及舷外挂机技术领域，尤其涉及一种无机械换档直接海水冷却一体式永磁电机舷外挂机系统。


背景技术：

2.目前舷外挂机的换档多采用机械式推杆式换档结构，其存在结构复杂，生产成本高，易磨损可靠性差的缺陷。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种无机械换档直接海水冷却一体式永磁电机舷外挂机系统。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
7.无机械换档直接海水冷却一体式永磁电机舷外挂机系统，其包括：机架和连接于机架上的永磁驱动电机组件，所述机架上设有控制器，所述控制器与永磁驱动电机组件电连接；所述机架上固定连接有叶轮泵组件，所述控制器上设有控制器冷却水路，所述永磁驱动电机组件上设有电机冷却水路；所述叶轮泵组件的出水口与控制器冷却水路的进水口相连通，所述控制器冷却水路的出水口与电机冷却水路的进水口相连通；由叶轮泵组件上来的冷却海水用冷却高压水管先接入控制器冷却水路，再由控制器冷却水路的出水口流出，再通过高压水管连接进入永磁驱动电机组件上的电机冷却水路的进水口，再通过电机冷却水路的出水口的高压水管流出并引到挂机外面流入大海；
8.所述机架上活动连接有与永磁驱动电机组件的转轴相连接有主传动轴，所述主传动轴的下部固定连接有第一伞齿轮；所述机架上活动连接有叶轮轴，所述叶轮轴的一端固定连接有叶轮，叶轮轴的另一端固定连接有与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮。
9.进一步地，所述叶轮上开设有减重通孔。
10.进一步地，所述机架上连接有固定件。
11.(三)有益效果
12.本发明的有益效果是：1、由叶轮泵组件上来的冷却海水用冷却高压水管先接入控制器冷却水路，再由控制器冷却水路的出水口流出，再通过高压水管连接进入永磁驱动电机组件上的电机冷却水路的进水口，再通过电机冷却水路的出水口的高压水管流出并引到挂机外面流入大海，从而实现了直接用海水冷却永磁驱动电机组件和与永磁驱动电机组件电连接；所述机架上固定连接有叶轮泵组，省却了复杂的外置冷却系统、辅助蓄电池、冷却系统水泵、膨胀水箱、散热风机、散热器，同时大大节省辅驱电能，提高了续航里程；
13.2、采用正/反转的第一伞齿轮和第二伞齿轮的伞齿轮系-舷外挂机螺旋浆齿轮传动系统，打破传统的船舶进退的机械式换档模式，通过永磁驱动电机在控制器的控制下，可
灵活实现正反转的特性，实现螺旋浆齿轮传动系统的正、反转，省去了传统的机械式换挡机构，同时降低了水下传动噪音，提高了运行的可靠性。
附图说明
14.图1为本发明一个实施例的结构示意图；
15.图2为本发明一个实施例的第一伞齿轮和第二伞齿轮的配合状态示意图。
具体实施方式
16.为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.本发明一个实施例的一种无机械换档直接海水冷却一体式永磁电机舷外挂机系统，如图1-图2所示，其包括：机架10和连接于机架10上的永磁驱动电机组件1，所述永磁驱动电机组件1为现有技术，其具体结构不再赘述，可参考在先申请文件，高效舷外挂机的集成控制器一体式水冷永磁驱动电机。
20.进一步地，所述机架10上连接有方便挂靠的固定件11。
21.具体地，如图1-图2所示，所述机架10上设有控制器2，所述控制器2与永磁驱动电机组件1电连接；所述机架10上固定连接有叶轮泵组件3，所述叶轮泵组件3为现有技术，其具体结构不再赘述；所述控制器2上设有控制器冷却水路，所述永磁驱动电机组件1上设有电机冷却水路；所述叶轮泵组件3的出水口与控制器冷却水路的进水口相连通，所述控制器冷却水路的出水口与电机冷却水路的进水口相连通；由叶轮泵组件3上来的冷却海水用冷却高压水管先接入控制器冷却水路，再由控制器冷却水路的出水口流出，再通过高压水管连接进入永磁驱动电机组件1上的电机冷却水路的进水口，再通过电机冷却水路的出水口的高压水管流出并引到挂机外面流入大海，从而实现了直接用海水冷却永磁驱动电机组件1和与永磁驱动电机组件1电连接；所述机架10上固定连接有叶轮泵组，省却了复杂的外置冷却系统、辅助蓄电池、冷却系统水泵、膨胀水箱、散热风机、散热器，同时大大节省辅驱电能，提高了续航里程。
22.具体地，如图1-图2所示，所述机架10上活动连接有与永磁驱动电机组件1的转轴相连接有主传动轴4，在本实施例中，所述叶轮泵组件3连接于主传动轴4上，随主传动轴4一同工作；所述主传动轴4的下部固定连接有第一伞齿轮5；所述机架10上活动连接有叶轮轴
6，所述叶轮轴6的一端固定连接有叶轮7，叶轮轴6的另一端固定连接有与第一伞齿轮5相啮合的第二伞齿轮8；所述叶轮7上开设有减重通孔9，以减少叶轮7转动时的阻力，由于主传动轴4直接由永磁驱动电机组件1的转轴带动，转速可达4500rpm以上，因此，叶轮泵组件3即可产生较大流量，可以冷却11kw以上损耗的热量，而40马力以上的电驱动挂机，所配的永磁驱动电机为高效电机，效率可达96％以上，因此，采用叶轮泵组件3产生的较大流量的低温度海水，可完全确保电机达到可靠的冷却效果，电机的功率可以提高30％以上；优化设计一组能可靠的正/反转的第一伞齿轮5和第二伞齿轮8的伞齿轮系-舷外挂机螺旋浆齿轮传动系统，打破传统的船舶进退的换档模式，通过永磁驱动电机在控制器的控制下，可灵活实现正反转的特性，实现螺旋浆齿轮传动系统的正、反转，省去了传统的机械式换挡机构，同时降低了水下传动噪音，提高了运行的可靠性。
23.本实施例中，永磁驱动电机组件1特殊水路的电机机壳，采用紫铜管卷绕成螺旋水管，利用压力铸造工艺，形成可靠的冷却铝合金与紫铜水管一体的水冷机壳，紫铜水管二端直接引出机壳，形成进出水嘴；同样工艺实现控制器冷却水路。整个弦外挂机的铝合金、紫铜管的防海水腐蚀，采用的是牺牲阳极法达到电机机壳、控制器、及其水路系统金属的防腐功能；同样采用了电机和电控集成一体式的结构方案，可参考在先申请文献：高效舷外挂机的集成控制器一体式水冷永磁驱动电机，电机的后端盖与控制器连通，将电机的三相引出线以最直接的方式连接到控制器上；省去电机联接到控制器的三相长引接电缆线，同时旋变和温度传感器低压线束可方便的联接到控制器信号插件上，省去了连接到控制器的长的低压信号线束，有效的防止或减弱电磁干扰，提高驱动系统的运行可靠性。
24.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。