一种倾旋翼垂直起降飞行器自然风冷电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其为一种倾旋翼垂直起降飞行器自然风冷电机。

背景技术

电动飞行器是指依靠电动机而不是内燃机驱动的飞机，电动飞行器使用电动力推进系统代替内燃机动力，从而获得了很多优点和独特品质。最突出的优点是节能环保，效率高、能耗低，同时实现接近零排放，噪声和振动水平较低，乘坐舒适性好，是名符其实的环境友好飞机。在设计上也有很多优势：总体布局灵活，可采用最佳布局和非常规、创新布局；可设计出具有超常性能的飞机，满足特殊用途需求等；垂直起降飞行器不需要滑跑就可以起飞和着陆。

这种飞行器不仅在军事、物流、农业等领域展现出广泛的应用前景，还在城市空中交通中被认为是未来的重要交通工具。为实现电动飞行器的高效、稳定和长寿命运行，对其核心部件——电机的性能提出了更高的要求。在电机运行过程中，电磁线圈部分和‌电子调速器是主要的发热源。随着电机的高速运转，内部温度会迅速上升。如果热量不能及时有效地带出和散发，电机内部温度过高会导致动力降低和能耗增加等问题。特别是钕铁硼磁铁，其高温下磁性能下降明显，导致电机输出功率下降。同时，温度升高可能导致电机内部材料的热膨胀和机械应力增大，从而影响电机的精度和可靠性。

在现有的一些自然风冷系统中，通常依靠外部空气流动进行散热，但这种方法存在一定的局限性，特别是在飞行器低速或悬停时，空气流动较弱，散热效果不佳。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种内转子中空自然风冷电机，通过优化的内转子结构和自排气方式实现高效散热。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种倾旋翼垂直起降飞行器的中空内转子自然风冷电机，包括：动力源，所述动力源由动力部和电机尾部组成，电机尾部为动力部提供电能，动力部为螺旋桨叶提供动力；

电机端部，所述电机端部与动力部固定连接，向动力部内部输送冷空气，同时为飞行器提供推力。

进一步地，所述动力部包括内转子，所述内转子内壁设有膛线凹槽，所述膛线凹槽呈螺旋状均匀地分布在内转子内壁，所述膛线凹槽的螺旋状与空气流动的转向一致。

进一步地，所述内转子内部中间固定设有支撑架，所述支撑架的端部固定设有四个均匀分布的导流槽曲面连接块，所述内转子外圈转动设有若干散热片支架，所述散热片支架与电磁线圈绕组固定连接，所述电磁线圈绕组外圈固定设有一圈散热铜网片，所述散热铜网片外圈固定设有若干钕铁硼磁铁片，所述钕铁硼磁铁片外部两端及中间均固定套设有一圈碳纤维圈，用于保护高速旋转的内转子不被破坏。

进一步地，所述内转子中心固定设有转轴，所述转轴后端套设有尾板，所述尾板与转轴转动连接，所述尾板外侧设有固定扇叶，所述固定扇叶与转轴转动连接，所述转轴尾部固定设有转动扇叶，内转子转动时通过散热转轴带动转动扇叶转动。

进一步地，所述内转子前端与后端均固定套设有轴承，所述轴承外部设有电磁线圈绕组，所述电磁线圈绕组前端内部与轴承外部固定连接，后端内部分别与尾板外圈和固定扇叶外圈固定连接，所述电磁线圈绕组外部固定设有电机壳。

进一步地，所述电机端部位于动力部前端，所述电机端部包括叶盘。

进一步地，所述叶盘内部前端固定设有支撑架插孔，所述支撑架插孔的周围设有插口，所述插口的形状和数量与导流槽曲面连接块相同。

进一步地，所述叶盘外侧固定设有螺旋桨叶，所述螺旋桨叶中部镂空，在保证强度的同时减轻自重。

进一步地，所述叶盘前端固定设有锥形壳，所述锥形壳顶端固定设有顶盖，所述锥形壳壳身设有贯穿的梯形孔，所述梯形孔的其中两侧边和锥形壳的前后端面相互平行，另外两侧边与锥形壳的前后端面之间的夹角为锐角，将冷空气吸入动力部内部。

进一步地，所述电机尾部包括电子调速及控制器和尾板，所述电子调速及控制器固定设于尾板内部，为电磁线圈绕组提供电能，所述尾板前端与电机壳尾端固定连接，所述尾板底部呈扁平线且凸出飞行器的机翼，所述尾板内部底面固定设有若干尾管散热条纹。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：电子调速及控制器为电磁线圈绕组提供电能，通电后的电磁线圈绕组产生磁场，而内转子由永磁体制成，与电磁线圈绕组的磁场相互作用产生斥力，电磁线圈绕组为定子被电机壳固定，无法转动；锥形壳端部的顶盖呈光滑的弧形，减小空气阻力，提高前进速度；螺旋桨叶旋转时带动锥形壳上的梯形孔同时旋转，高速旋转的梯形孔不停地切割空气，将冷空气吸入锥形壳内部，经导流槽曲面连接块间隙流入内转子的空腔，与内转子进行热交换，降低内转子的温度，提高其工作稳定性，延长其使用寿命；动力部内的热空气经尾板排出，同时产生反推力，推动电机前移，提高电机功率，该动力部在运行过程中不需额外辅助散热器械，在自身造型及结构的优势下可自行散热，保证电机的工作稳定性，延长其使用寿命。