同軸內外線圈電動機的製作方法

2023-05-31 07:43:36 1

專利名稱：同軸內外線圈電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動機技術領域，尤其涉及同軸內外線圈電動機。
背景技術：
電動機(又稱馬達)的種類繁多，如果按工作電源分類，可分 為直流電動機和交流電動機；按結構及工作原理分類，可分為異步 電動機和同步電動機，其中同步電動機還可分為永磁同步電動機、
磁阻同步電動機和磁滯同步電動機；按起動與運行方式分類，可分 為電容起動式電動機、電容起動運轉式電動機和分相式電動機；按 用途分類，可分為驅動用電動機和控制用電動機；按轉子的結構分 類，可分為籠型感應電動機和繞線轉子感應電動機；按運轉速度分 類，可分為高速電動機、低速電動機、恆速電動機、調速電動機。
電動機是把電能轉換成機械能的設備。在機械、冶金、石油、 電動車、煤炭、化學、航空、交通、農業以及其他各種工業中，電 動機被廣泛地應用著。隨著工業自動化程度不斷提高，需要採用各 種各樣的控制電動機作為自動化系統的元件，人造衛星的自動控制 系統中，電動機也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫療及日常 生活中電動機也愈來愈廣泛地應用起來。
一般電動機主要由兩部分組成固定部分稱為定子，旋轉部分 稱為轉子。電動機的工作原理是建立在電磁感應定律、全電路歐姆定律、和電磁力定律等基礎上的。當磁極沿順時針方向旋轉時，磁 極的磁力線切割轉子導條，導條中就感應出電動勢。電動勢的方向 由右手定則來確定。因為運動是相對的，假如磁極不動，轉子導條 沿逆時針方向旋轉，則導條中同樣也能感應出電動勢來。在電動勢 的作用下，閉合的導條中就產生電流。該電流與旋轉磁極的磁場相 互作用,而使轉子導條受到電磁力，電磁力的方向可用左手定則確定。 由電磁力進而產生電磁轉矩，轉子就轉動起來
現有的一種電動機，其定子為繞組線圈，轉子為永磁體。勵磁 由轉子永磁體提供，定子產生旋轉磁場。電樞磁勢和轉子磁勢共同 作用產生電磁轉矩。如果兩個磁場始終垂直，則產生的電磁轉矩為 最大。由於轉子是轉動的，其磁場方向也是旋轉的，因此必須通過 控制定子的通電順序來改變定子磁場使其與轉子磁場基本垂直，從 而使得轉子獲得連續的旋轉運動。然而這種永磁電動機，其只採用 --組定子線圈與轉子永磁體的外側磁場相互作用，沒有利用轉子永 磁體的內側磁場，因此，輸出的轉矩不夠大，節能效果不夠理想， 限制了應用範圍。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供同軸內外線圈電 動機，這種電動機輸出的轉矩較大，節能效果較理想，應用範圍較 廣。
為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現同軸內外線 圈電動機，它包括主軸和馬達，所述馬達包括外殼、永久磁鐵轉子，以及極性相反並設有鋼矽片的外定子線圈和內定子線圈；外定子線 圈設置在外殼內壁槽內，永久磁鐵轉子穿設於外定子線圈，內定子 線圈同軸設置在永久磁鐵轉子內壁內；所述主軸穿設於內定子線圈， 主軸兩端通過軸承與外殼連接，且主軸與永久磁鐵轉子固定連接。
所述外定子線圈的鋼矽片與內定子線圈的鋼矽片相互錯位或同 位設置。
所述外殼包括左外殼和右外殼，所述外定子線圈包括左端外定 子線圈和右端外定子線圈，所述內定子線圈包括左端內定子線圈和 右端內定子線圈；所述左端外定子線圈設置在左外殼內壁槽內，右 左端外定子線圈設置在右外殼內壁槽內；永久磁鐵轉子左端穿設於 左端外定子線圈，永久磁鐵轉子右端穿設於右端外定子線圈；左端 內定子線圈同軸設置在永久磁鐵轉子左端內壁內，右端內定子線圈 同軸設置在永久磁鐵轉子右端內壁內；左外殼的左端設有左端蓋， 右外殼的右端設有右端蓋，左外殼和右外殼之間連接有外殼連接盤； 所述主軸穿設於左端內定子線圈和右端內定子線圈，主軸左端通過 軸承與左端蓋連接，主軸右端通過軸承與右端蓋連接。
所述永久磁鐵轉子包括磁鐵固定套、若干左永久磁鐵塊和右永 久磁鐵塊；所述磁鐵固定套與主軸固定連接，若干左永久磁鐵塊設 置在磁鐵固定套左端並形成容置左端內定子線圈的空間，若干右永 久磁鐵塊設置在磁鐵固定套右端並形成容置右端內定子線圈的空 間。
所述永久磁鐵轉子還包括磁鐵鎖緊圈.，左永久磁鐵塊和右永久磁鐵塊均通過磁鐵鎖緊圈鎖緊設置在磁鐵固定套上。
所述左永久磁鐵塊和右永久磁鐵塊對稱設置或不對稱設置。 所述左永久磁鐵塊與右永久磁鐵塊的數量相同且數量為複數。 所述馬達的數量為1個。.
所述馬達的數量為至少兩個，均同軸設在主軸上。 所述左外殼的外圓周面和內圓周面設有若干散熱片槽或水冷卻
管；所述右外殼的外圓周面和內圓周面設有若干散熱片槽或水冷卻管。
本發明有益效果為本發明包括主軸和馬達，所述馬達包括外
殼、永久磁鐵轉子，以及極性相反並設有鋼矽片的外定子線圈和內 定子線圈，外定子線圈設置在外殼內壁槽內，永久磁鐵轉子穿設於 外定子線圈，內定子線圈同軸設置在永久磁鐵轉子內壁內，所述主 軸穿設於內定子線圈，主軸兩端通過軸承與外殼連接，且主軸與永
久磁鐵轉子固定連接；採用這種結構的電動機，當外定子線圈和內 定子線圈同時通電時，可將永久磁鐵轉子的S-N極發揮到最大效力， 永久磁鐵轉子的外側和內側兩面都可發揮功能，因此，本發明具有 較大的輸出轉矩；本發明還採用永久磁鐵轉子左右兩端各帶內外定 子線圈的結構，多個定子線圈同時作用於永久磁鐵轉子，使得本發 明具有較大的輸出轉矩，而且還可以根據需要的輸出轉矩，選擇控
制一至多個定子線圈的通電，從而獲得不同的輸出轉矩；
而本發明的永久磁鐵轉子由磁鐵固定套，以及分別設置在磁鐵 固定套左端和右端的左永久磁鐵塊和右永久磁鐵塊組成，左永久磁鐵塊和右永久磁鐵塊之間可對稱設置，也可不對稱設置，這種結構 使得永久磁鐵轉子左右兩端可作不同角度的設置，達到馬達轉一周 轉時沒有死角的特點。


圖1為本發明的結構示意圖2為本發明的分解示意圖3為本發明外殼的分解示意圖4為本發明的另一分解示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明
如圖1至圖4所示，同軸內外線圈電動機，它包括主軸1和馬
達，所述馬達包括外殼2、永久磁鐵轉子3，以及極性相反並設有鋼 矽片的外定子線圈4和內定子線圈5;外定子線圈4設置在外殼2 內壁槽內，永久磁鐵轉子3穿設於外定子線圈4內，內定子線圈5 同軸設置在永久磁鐵轉子3內壁內；所述主軸1穿設於內定子線圈5， 主軸1兩端通過軸承與外殼2連接，且主軸1與永久磁鐵轉子3固 定連接。所述外定子線圈4的鋼矽片與內定子線圈5的鋼矽片相互 錯位或同位設置；如果採用錯位的結構，可有效增加電動機的扭力， 從而使電動機具有較大的輸出轉矩。
本發明所述同軸內外線圈電動機，其馬達的數量可以為1個， 也可以為至少兩個，當為至少兩個馬達時，馬達均同軸設在主軸1 上。如圖2至圖4所示，為設置四個馬達的同軸內外線圈電動機。 這種同軸內外線圈電動機的外殼2包括左外殼21和右外殼22，所述 外定子線圈4包括左端外定子線圈41和右端外定子線圈42，所述內 定子線圈5包括左端內定子線圈51和右端內定子線圈52;所述左端 外定子線圈41設置分別在左外殼21內壁槽內，右左端外定子線圈 42分別設置在右外殼22內壁槽內；永久磁鐵轉子3左端穿設於所述 左端外定子線圈41，永久磁鐵轉子3右端穿設於所述右端外定子線 圈42;左端內定子線圈51均設置在永久磁鐵轉子3左端內壁內，右 端內定子線圈52均設置在永久磁鐵轉子3右端內壁內；左外殼21 和右外殼22之間連接有外殼連接盤9，最左邊的左外殼21的左端設 有左端蓋71，最右邊的右外殼22的右端設有右端蓋72;所述主軸1 穿設於所述左端內定子線圈51和右端內定子線圈52，主軸1左端通 過軸承與左端蓋71連接，主軸1右端通過軸承與右端蓋72連接。 四個馬達的八個定子線圈同時作用於永久磁鐵轉子3，使得本發明具 有較大的輸出轉矩，而且還可以根據需要的輸出轉矩，選擇控制一 至八個定子線圈的通電，從而獲得不同的輸出轉矩及具有省電的效 果。
如圖2至圖4所示，這種設置四個馬達的同軸內外線圈電動機， 其永久磁鐵轉子3包括磁鐵固定套8、若干左永久磁鐵塊31和右永 久磁鐵塊32;所述磁鐵固定套8與主軸1固定連接，若干左永久磁 鐵塊31設置在磁鐵固定套8左端並形成容置左端內定子線圈51的 空間，若干右永久磁鐵塊32設置在磁鐵固定套51右端並形成容置右端內定子線圈52的空間；所述永久磁鐵轉子3還包括磁鐵鎖緊圈 6，左永久磁鐵塊31和右永久磁鐵塊32均通過磁鐵鎖緊圈6鎖緊設 置在磁鐵固定套8上；所述左永久磁鐵塊31和右永久磁鐵塊32對 稱設置或不對稱設置；採用這種結構，使得永久磁鐵轉子3左右兩 端可作不同角度的磁鐵塊布置，達到馬達轉一周轉時沒有死角的特 點。所述左永久磁鐵塊31與右永久磁鐵塊32的數量相同且數量為 複數，例如，左永久磁鐵塊31和右永久磁鐵塊32的數量均可為36 個，分別對稱分布在永久磁鐵轉子3兩側。所述左外殼21的外圓周 面和內圓周面設有若干散熱片槽或水冷卻管，所述右外殼22的外圓 周面和內圓周面設有若干散熱片槽或水冷卻管，這種結構有利於排 出電動機在工作過程中產生的熱量，延長電動機的使用壽命。上述 為設置四個馬達的同軸內外線圈電動機的結構，其餘設置有至少兩 個馬達的同軸內外線圈電動機的結構原理於此相同。
本發明所述馬達的數量可以為兩個或多個，兩個或多個馬達分 別同軸設在主軸1兩端。根據需要，設置每個馬達的永久磁鐵塊數 量，使得兩個馬達具有不同的功能。如上述實施例一在啟動時，四 個馬達的八個定子線圈同時工作，提供較大的啟動扭力運行時， 根據需要可只運行其中的四個定子線圈或兩個定子線圈，能有效地 節省能源。
進一步的，上述同軸內外線圈電動機還包括由馬達的定子線圈 進行充電並提供反磁製動的蓄電池組。定子線圈的旋轉運動可給蓄 電池組充電，當蓄電池組進行放電時，可對馬達產生反磁製動的作用。
本發明充分利用永久磁鐵轉子3的S-N極，當外定子線圈4和 內定子線圈5同時通電時，永久磁鐵轉子3的內外兩面都可同時發 揮作用，將永久磁鐵轉子3的S-N極發揮到最大效力。當需要減少 動力時，可獨立控制每組外定子線圈4和內定子線圈5的功率，達 到節省電能的效果。在需要即時減慢速度時，可將多餘的動力直接 充電到蓄電池組。如需要即時停止運動時，蓄電池組即時提供反磁 力，使得本發明即時停止運動，停止後再用剎車片進行摩擦制動， 減少了環境汙染和噪聲汙染。在電源控制方面，由於本發明需要慢 速啟動，且要保持全功率輸出，因此，電源採用脈衝式控制，如將 時間從零秒調至一秒，將電壓由0伏調至220伏，頻率由OHZ調至 200KHZ，均可實現獨立的控制。本發明可應用於汽車、船舶等產品上， 應用範圍較廣。
以上所述僅是本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請範 圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發 明專利申請範圍內。
權利要求
1、同軸內外線圈電動機，它包括主軸(1)和馬達，其特徵在於所述馬達包括外殼(2)、永久磁鐵轉子(3)，以及極性相反並設有鋼矽片的外定子線圈(4)和內定子線圈(5)；外定子線圈(4)設置在外殼(2)內壁槽內，永久磁鐵轉子(3)穿設於外定子線圈(4)，內定子線圈(5)同軸設置在永久磁鐵轉子(3)內壁內；所述主軸(1)穿設於內定子線圈(5)，主軸(1)兩端通過軸承與外殼(2)連接，且主軸(1)與永久磁鐵轉子(3)固定連接。
2、 根據權利要求l所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於 所述外定子線圈(4)的鋼矽片與內定子線圈(5)的鋼矽片相互錯 位或同位設置。
3、 根據權利要求l所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於所述外殼(2)包括左外殼(21)和右外殼(22)，所述外定子線圈 (4)包括左端外定子線圈(41)和右端外定子線圈(42)，所述內 定子線圈(5)包括左端內定子線圈(51)和右端內定子線圈(52); 所述左端外定子線圈(41)設置在左外殼(21)內壁槽內，右左端 外定子線圈(42)設置在右外殼(22)內壁槽內；永久磁鐵轉子(3) 左端穿設於左端外定子線圈(41)，永久磁鐵轉子(3)右端穿設於 右端外定子線圈(42);左端內定子線圈(51)同軸設置在永久磁鐵 轉子(3)左端內壁內，右端內定子線圈(52)同軸設置在永久磁鐵 轉子(3)右端內壁內；左外殼(21)的左端設有左端蓋(71)，右外殼(22)的右端設有右端蓋(72)，左外殼(21)和右外殼(22) 之間連接有外殼連接盤(9);所述主軸(1)穿設於左端內定子線圈 (51)和右端內定子線圈(52)，主軸(1)左端通過軸承與左端蓋 (71)連接，主軸(1)右端通過軸承與右端蓋(72)連接。
4、 根據權利要求3所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於 所述永久磁鐵轉子(3)包括磁鐵固定套(8)、若干左永久磁鐵塊(31) 和右永久磁鐵塊(32);所述磁鐵固定套(8)與主軸(1)固定連接， 若干左永久磁鐵塊(31)設置在磁鐵固定套(8)左端並形成容置左 端內定子線圈(51)的空間，若干右永久磁鐵塊(32)設置在磁鐵 固定套(51)右端並形成容置右端內定子線圈(52)的空間。
5、 根據權利要求4所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於 所述永久磁鐵轉子(3)還包括磁鐵鎖緊圈(6)，左永久磁鐵塊(31) 和右永久磁鐵塊(32)均通過磁鐵鎖緊圈(6)鎖緊設置在磁鐵固定 套(8)上。
6、 根據權利要求4所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於 所述左永久磁鐵塊(31)和右永久磁鐵塊(32)對稱設置或不對稱 設置。
7、 根據權利要求6所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於 所述左永久磁鐵塊(31)與右永久磁鐵塊(32)的數量相同且數量 為複數。
8、 根據權利要求1至7任一項所述的同軸內外線圈電動機，其 特徵在於所述馬達的數量為l個。
9、 根據權利要求1至7任一項所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於所述馬達的數量為至少兩個，均同軸設在主軸(1)上。
10、 根據權利要求3至7任一項所述的同軸內外線圈電動機，其特徵在於所述左外殼(21)的外圓周面和內圓周面設有若干散熱片槽或水冷卻管；所述右外殼(22)的外圓周面和內圓周面設有 若干散熱片槽或水冷卻管。
全文摘要
本發明涉及電動機技術領域，尤其涉及同軸內外線圈電動機，它包括主軸和馬達，所述馬達包括外殼、永久磁鐵轉子，以及極性相反並設有鋼矽片的外定子線圈和內定子線圈；外定子線圈設置在外殼內壁槽內，永久磁鐵轉子穿設於外定子線圈，內定子線圈同軸設置在永久磁鐵轉子內壁內；所述主軸穿設於內定子線圈，主軸兩端通過軸承與外殼連接，且主軸與永久磁鐵轉子固定連接；本發明輸出的轉矩較大，節能效果較理想，應用範圍較廣。
文檔編號H02K3/04GK101621224SQ200910041590
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月3日 優先權日2009年8月3日
發明者李月亮 申請人:東莞洲亮通訊科技有限公司