一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，包括直線圓筒形磁通切換電動機(jī)、控制單元和船舵本體，所述船舵本體包括舵葉、與舵葉連接的舵桿、以及與舵桿相連的固定端；所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸，還包括至少一個嵌位裝置，所述嵌位裝置包括設(shè)置在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的嵌位繞組；所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸與固定端相連、從而帶動舵桿和舵葉轉(zhuǎn)動，控制單元用于控制直線圓筒形磁通切換電動機(jī)的運(yùn)作。本舵機(jī)裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，相應(yīng)速度快，且具有極高的效能轉(zhuǎn)換率。
【專利說明】一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，屬于船舶電力推進(jìn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動控制技術(shù)及大功率電力電子技術(shù)的發(fā)展，船舶電力推進(jìn)技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，目前大多數(shù)的海洋工程船的推進(jìn)裝置都是利用純電力驅(qū)動，這主要是因為電力直接驅(qū)動技術(shù)與傳統(tǒng)的主機(jī)推進(jìn)技術(shù)相比較，電力直接驅(qū)動不需體積龐大的船舶主機(jī)，只需普通的船用發(fā)電機(jī)發(fā)出電能供給推進(jìn)裝置，這樣可以減少主機(jī)所占的船舶內(nèi)部空間，提局船舶運(yùn)營的效率。
[0003]傳統(tǒng)電力驅(qū)動裝置采用旋轉(zhuǎn)式電動機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)，當(dāng)船舶中的裝置需要直線運(yùn)動時，傳統(tǒng)的做法是利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動一直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換裝置將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，現(xiàn)今的船舶舵機(jī)大多利用液壓系統(tǒng)或機(jī)械系統(tǒng)將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修率高，隨之帶來的成本較大；而機(jī)械系統(tǒng)要求機(jī)械加工的精密度很高，而且，機(jī)械轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的直線運(yùn)動響應(yīng)緩慢，定位精度較差，已經(jīng)不能滿足如今的高效能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型公開了一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，且具有極高的效能轉(zhuǎn)換率。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，包括直線圓筒形磁通切換電動機(jī)、控制單元和船舵本體，所述船舵本體包括舵葉、與舵葉連接的舵桿、以及與舵桿相連的固定端；所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸，還包括至少一個嵌位裝置，所述嵌位裝置包括設(shè)置在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的嵌位繞組；所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸通過傳動軸與固定端相連、從而帶動舵桿和舵葉轉(zhuǎn)動，控制單元用于控制直線圓筒形磁通切換電動機(jī)的運(yùn)作。
[0007]作為本實用新型的一種改進(jìn)方案，所述船舵本體中還包括制動裝置，所述制動裝置包括設(shè)置在舵桿上的制動繞組。
[0008]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述嵌位繞組為超導(dǎo)型繞組。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述制動繞組為超導(dǎo)型繞組。
[0010]作為本實用新型的一種改進(jìn)方案，所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)外還設(shè)置有外殼。
[0011]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)為三相圓筒型永磁直線磁通切換電動機(jī)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0013]1.采用永磁直線圓筒形電動機(jī)作為電力直驅(qū)裝置，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。此外，電機(jī)中的嵌位裝置，可以加速舵的起動與停止，增加整套舵機(jī)裝置的動態(tài)響應(yīng)度，從而減小與制動啟動時間。
[0014]2.船舵的制動裝置能夠保證轉(zhuǎn)舵過程中舵的可靠制動。
[0015]3.嵌位裝置和制動裝置的繞組由超導(dǎo)材料制成，電阻小，能耗低，電能轉(zhuǎn)化效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型提供的利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中A部放大示意圖；
[0018]圖3為圖1中B部放大示意圖；
[0019]附圖標(biāo)記列表:
[0020]1-控制單元，2-直線圓筒形磁通切換電動機(jī)，201-定子，202-轉(zhuǎn)子，203-發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸，204-嵌位裝置，205-嵌位繞組，3-船舵本體，301-舵葉，302-舵桿，303-固定端，304-制動裝置，305-制動繞組，4-傳動軸，5-外殼。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進(jìn)一步闡明本實用新型，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
[0022]如圖1、圖2、圖3所示，一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，包括直線圓筒形磁通切換電動機(jī)2、控制單元I和船舵本體3，所述船舵本體3包括舵葉301、與舵葉301連接的舵桿302、以及與舵桿302相連的固定端303，所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)2包括定子201、轉(zhuǎn)子202和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸203，為了保證船舶的轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向速度，直線圓筒形磁通切換電動機(jī)2中還包括至少一個嵌位裝置204，圖1中，嵌位裝置204為兩個，分別設(shè)置在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸203的兩端。具體地說，如圖2所示，所述嵌位裝置204包括設(shè)置在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸203上的嵌位繞組205，該嵌位繞組205優(yōu)選由超導(dǎo)材料制成，超導(dǎo)型嵌位裝置能夠在通入較小電流的情況下短時間產(chǎn)生較大的推力或者制動力，能效極高。所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)2的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸203通過傳動軸4與固定端303相連、從而帶動舵桿302和舵葉301轉(zhuǎn)動，控制單元I用于控制直線圓筒形磁通切換電動機(jī)2的運(yùn)作。
[0023]為了保證轉(zhuǎn)舵過程中舵的可靠制動，所述船舵本體3中還包括制動裝置304，如圖3所示，所述制動裝置304包括設(shè)置在舵桿302上的制動繞組305。所述制動繞組305由超導(dǎo)材料制成，電阻小，能耗低，電能轉(zhuǎn)化效率高。
[0024]作為本實用新型的一種改進(jìn)方案，所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)2外還設(shè)置有外殼5，外殼為防止海水腐蝕的材料并具有水密性，能保證舵機(jī)驅(qū)動裝置工作過程中不會滲入裝置的內(nèi)部。外殼上還可進(jìn)一步覆涂防水層，以加強(qiáng)防水效果，延長裝置的整體使用壽命。
[0025]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)可采用三相圓筒型永磁直線磁通切換電動機(jī)，該圓筒形永磁直線具有超導(dǎo)型嵌位裝置，能夠滿足船舶轉(zhuǎn)舵過程中能夠左右轉(zhuǎn)舵70°的角度，在所限定的時間28秒內(nèi)從左舵35°轉(zhuǎn)到右舵35°的要求，能夠滿足本裝置的性能需求。
[0026]本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，其特征在于:包括直線圓筒形磁通切換電動機(jī)(2 )、控制單元(I)和船舵本體(3 )，所述船舵本體(3 )包括舵葉(301)、與舵葉(301)連接的舵桿(302)、以及與舵桿(301)相連的固定端(303);所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)(2)包括定子(201)、轉(zhuǎn)子(202)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸(203)，還包括至少一個嵌位裝置(204)，所述嵌位裝置(204)包括設(shè)置在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的嵌位繞組(205);所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)(2)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸(203)通過傳動軸(4)與固定端(303)相連、從而帶動舵桿(302)和舵葉(301)轉(zhuǎn)動，控制單元(I)用于控制直線圓筒形磁通切換電動機(jī)(2 )的運(yùn)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，其特征在于:所述船舵本體(3 )中還包括制動裝置，所述制動裝置(304 )包括設(shè)置在舵桿(302 )上的制動繞組(305 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，其特征在于:所述嵌位繞組(205)為超導(dǎo)型繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，其特征在于:所述制動繞組(305)為超導(dǎo)型繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，其特征在于:所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)(2)外還設(shè)置有外殼(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用直線電機(jī)驅(qū)動的舵機(jī)裝置，其特征在于:所述直線圓筒形磁通切換電動機(jī)(2 )為三相圓筒型永磁直線磁通切換電動機(jī)。
【文檔編號】B63H25/26GK203601552SQ201320804173
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉強(qiáng) 申請人:江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院