CN102097904A - 分段式级联电机 - Google Patents

Abstract

分段式级联电机，属于电机领域，本发明为解决针对不同需求开发多种电机致使电机厂家的研究成本高、研发时间长的问题。本发明所述分段式级联电机包括1个主轴、1个壳体、1个前端盖、1个后端盖、n个转子和n个定子，主轴外表面固定均匀设置n个转子，壳体为圆筒形，壳体的内壁设置n个定子，每个转子和一个定子位置对应，且存在气隙，壳体的左右两个端面分别设置前端盖和后端盖，前端盖设置在主轴的轴伸侧，且前端盖与主轴之间轴承连接，后端盖设置在主轴的另一侧，且后端盖与主轴之间轴承连接。

Description

分段式级联电机

技术领域

本发明涉及分段式级联电机，属于电机领域。

背景技术

传统电机设计和制造一是电机生产厂家根据国家相关系列化电机标准或者企业自身研究得出的系列化标准生产出不同规格的电机产品，用户根据自己的性能需要选择相应的电机产品；二是用户将电机的性能需求和结构安装等技术条件反馈给电机生产厂家，定制符合要求的电机产品。

随着电机品种的逐渐增多，比如，电动汽车用驱动电机，由于车型种类繁多，对电机的功率等级要求、转速范围要求、安装结构要求等各不相同，这就需要电机生产厂家对不同需要分别开发出相应的产品，造成研究开发成本高昂，研发周期较长，限制了行业的快速发展。而用户在研发的过程中，选择使用不便，每改变一个研究方案，可能就要改变电机，同时也就会改变一次所有的尺寸。

同时，随着电机用户对电机性能需求的提升，对电机的可靠性要求也在不断增加。用户希望电机具有较高的可靠性和较强的容错能力，以使电机在发生故障时，还能继续工作，不会造成大的损失或者安全事故。目前，通常的做法是，在电机设计的时候，根据要求增加一些容错单元或冗余单元，以满足其高可靠性的要求，这种方法在一定程度上满足了要求，但其缺点是增加了电机的体积和成本，降低了电机功率密度等。

发明内容

本发明目的是为了解决针对不同需求开发多种电机致使电机厂家的研究成本高、研发时间长的问题，并且为了使用户选型使用方便、维修方便，维修成本低。提供了分段式级联电机。

本发明所述分段式级联电机包括1个主轴、1个壳体、1个前端盖、1个后端盖、n个转子和n个定子，

主轴外表面固定均匀设置n个转子，壳体为圆筒形，壳体的内壁设置n个定子，每个转子和一个定子位置对应，且存在气隙，壳体的左右两个端面分别设置前端盖和后端盖，前端盖设置在主轴的轴伸侧，且前端盖与主轴之间轴承连接，后端盖设置在主轴的另一侧，且后端盖与主轴之间轴承连接，n为大于2的自然数。

所述一种分段式级联电也可以单独使用，独立使用时，其包括主轴、转子、定子、壳体、前端盖和后端盖，

主轴外表面固定设置转子，壳体为圆筒形，壳体的内壁设置定子，转子和定子之间有气隙，壳体的左右两个端面分别设置前端盖和后端盖，前端盖设置在主轴的轴伸侧，且前端盖与主轴之间轴承连接，后端盖设置在主轴的后端，且后端盖与主轴之间轴承连接。

本发明的优点：

1、降低电机生产厂家研发成本，缩短研发时间；

2、用户选型使用方便、成本低，可以根据功率等级选择电机的数量，当功率需求变化时可以增加或减少电机的数量；

3、电机重量小，体积小，成本低，结构强度高；

4、电机具有高容错性、高可靠性，当级联中的一个电机发生故障时，分段式级联电机仍能工作；

5、运行效率高，当需要低速大力矩或者超高速运行时，分段式级联电机系统可以根据需要控制部分电机模块工作，并根据负载情况，优化出最佳方案，使每个电机根据需要而工作在不同的功率下，确保系统的效率最高。

附图说明

图1为实施方式一所述分段式级联电机的结构示意图；

图2为实施方式三所述分段式级联电机的结构示意图；

图3是图2所述电机在轴承上加装位置传感器的结构示意图；

图4是图2所述电机在轴承末端加装位置传感器的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，实施方式分段式级联电机，它包括1个主轴1、1个壳体4、1个前端盖5、1个后端盖6、n个转子2和n个定子3，

主轴1外表面固定均匀设置n个转子2，壳体4为圆筒形，壳体4的内壁设置n个定子3，每个转子2和一个定子3位置对应，且存在气隙，壳体4的左右两个端面分别设置前端盖5和后端盖6，前端盖5设置在主轴1的轴伸侧，且前端盖5与主轴1之间轴承连接，后端盖6设置在主轴1的另一侧，且后端盖6与主轴1之间轴承连接，n为大于2的自然数。

本实施方式采用分段式级联设计的电机可以像电池一样，把一个电机单元作为一个模块，n个电机模块级联工作，一种电机便可以满足全功率范围的要求，功率的增加只是电机数目的简单叠加，而不需要做新的设计，给电机生产厂家和用户都带来极大的便利，降低了成本。

分段式级联电机，将定转子部件做模块化设计，使其能根据用户的需求而选择一个电机模块或多个电机模块运行。分段式级联电机采用n个电机模块时，采用一个机壳和一个轴。

要根据所需要的数量，重新设计机壳4和主轴1的长度。

分段式级联电机单独工作时，可以采用无位置传感器的方式和控制器连接运行，也可以采用位置传感器和控制器连接运行。当一台分段式级联电机功率不能满足要求而需要多台时，可以将分段式级联电机转子串联在同一个轴上，定子安装在同一个机壳的对应位置。级联的分段式级联电机模块可以采用独立的控制器单独工作，也可以采用一个控制器运行所有电机模块；电机模块可以采用位置传感器以提高控制精度，也可以采用无位置传感器控制方式以节省成本。相级联的电机模块功率输出为它们的功率之和，通过共同轴向外传递。

级联的分段式级联电机具有高容错性、高可靠性，当级联中的一个电机发生故障时，分段式级联电机仍能工作，保证了系统的安全性；维修方便，维修更换成本低，当需要维修更换其中一个电机时，只需要将坏的模块替换即可；结构紧凑，体积小重量轻；采用共同轴，结构坚固，可节省位置传感器数量，降低成本，提高控制效果；运行效率高，当电机需要低速大力矩或者超高速运行时，分段式级联电机系统可以根据需要控制单个电机工作或其中几个电机工作，并且根据实际情况，优化出最佳方案，使每个电机根据需要而工作在不同的功率下，确保系统的效率最高。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括位置传感器7，位置传感器7设置在主轴1后端的轴承上或轴承末端。如图3所示安放在轴承上，或如图4所示安放在轴承末端。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，壳体4、前端盖5和后端盖6具有止口，前端盖5与壳体4之间通过止口紧密配合，后端盖6与壳体4之间通过止口紧密配合。

具体实施方式四：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式所述分段式级联电机是实施方式一的一种特殊情况，即n＝1的情况，它包括主轴1、转子2、定子3、壳体4、前端盖5和后端盖6，

主轴1外表面固定设置转子2，壳体4为圆筒形，壳体4的内壁设置定子3，转子2和定子3之间有气隙，壳体4的左右两个端面分别设置前端盖5和后端盖6，前端盖5设置在主轴1的轴伸侧，且前端盖5与主轴1之间轴承连接，后端盖6设置在主轴1的后端，且后端盖6与主轴1之间轴承连接。

具体实施方式五：下面结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式四作进一步说明，它还包括位置传感器7，位置传感器7设置在主轴1后端的轴承上或轴承末端。

Claims (6)

1.分段式级联电机，其特征在于，它包括1个主轴(1)、1个壳体(4)、1个前端盖(5)、1个后端盖(6)、n个转子(2)和n个定子(3)，

主轴(1)外表面固定均匀设置n个转子(2)，壳体(4)为圆筒形，壳体(4)的内壁设置n个定子(3)，每个转子(2)和一个定子(3)位置对应，且存在气隙，壳体(4)的左右两个端面分别设置前端盖(5)和后端盖(6)，前端盖(5)设置在主轴(1)的轴伸侧，且前端盖(5)与主轴(1)之间轴承连接，后端盖(6)设置在主轴(1)的另一侧，且后端盖(6)与主轴(1)之间轴承连接，n为大于2的自然数。

2.根据权利要求1所述的分段式级联电机，其特征在于，它还包括位置传感器(7)，位置传感器(7)设置在主轴(1)另一侧的轴承上或轴承末端。

3.根据权利要求1所述的分段式级联电机，其特征在于，壳体(4)、前端盖(5)和后端盖(6)具有止口，前端盖(5)与壳体(4)之间通过止口紧密配合，后端盖(6)与壳体(4)之间通过止口紧密配合。

4.分段式级联电机，其特征在于，它包括主轴(1)、转子(2)、定子(3)、壳体(4)、前端盖(5)和后端盖(6)，

主轴(1)外表面固定设置转子(2)，壳体(4)为圆筒形，壳体(4)的内壁设置定子(3)，转子(2)和定子(3)之间有气隙，壳体(4)的左右两个端面分别设置前端盖(5)和后端盖(6)，前端盖(5)设置在主轴(1)的轴伸侧，且前端盖(5)与主轴(1)之间轴承连接，后端盖(6)设置在主轴(1)的后端，且后端盖(6)与主轴(1)之间轴承连接。

5.根据权利要求4所述的分段式级联电机，其特征在于，它还包括位置传感器(7)，位置传感器(7)设置在主轴(1)后端的轴承上或轴承末端。

6.根据权利要求4所述的分段式级联电机，其特征在于，壳体(4)、前端盖(5)和后端盖(6)具有止口，前端盖(5)与壳体(4)之间通过止口紧密配合，后端盖(6)与壳体(4)之间通过止口紧密配合。

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