CN102170193A - 内外双重旋转电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内外双重旋转电机组，所述电机组包含有基础电机（1）和传动电机（2），所述传动电机（2）包含有壳体（2.1），所述壳体（2.1）的风扇端设有一后附加轴（2.2），所述后附加轴（2.2）包含有轴座（2.2.1），所述轴座（2.2.1）上连接有一轴（2.2.2），所述轴（2.2.2）与基础电机（1）的转轴相连，所述轴座（2.2.1）上安装有电池（2.3）或无线充电接收器（2.8）或无线充电器（2.8）或两者兼用，所述电池（2.3）或无线充电接收器（2.8）与接线盒内的接线端子相连。本发明内外双重旋转电机组，与高端电机相比，初期投入低廉、制作简单、同时具备高扭矩和高转速。

Description

内外双重旋转电机组
技术领域
本发明涉及一种外壳和转子都旋转的内外双重旋转电机组，属于电机技术领域。
背景技术
电机是工业领域中最为常见、也是最为重要的动力机构。但存在这样的问题，往往高转速的高频电机的扭矩不高，高扭矩的低频电机转速又不高，由此变速器和减速器诞生了，但即使有变速器和减速器的配合，电机也有额定的工作范围。所以如何使电机扩大工作范围，如何在高转速和高扭矩之间达到平衡，是国内外电机实验室和电机厂商研究的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种与高端电机相比，初期投入低廉、制作简单、同时具备高扭矩和高转速的内外双重旋转电机组。
本发明的目的是这样实现的：一种内外双重旋转电机组，所述电机组包含有基础电机和传动电机，所述传动电机包含有壳体，所述壳体的风扇端设有一后附加轴，所述后附加轴包含有轴座，所述轴座上连接有一轴，所述轴与基础电机的转轴相连，所述轴座上安装有电池或无线充电接收器，所述电池或无线充电接收器与接线盒内的接线端子相连。
本发明一种内外双重旋转电机组，所述壳体套装于一永磁罩壳内，所述壳体上安装有若干永磁条，所述永磁条与永磁罩壳之间有一定间隙，且所述永磁条的外表面与永磁罩壳的内表面具有相同的极性。
本发明一种内外双重旋转电机组，所述壳体上套装有至少一个轴承组，所述轴承组固定于支架上，所述接线盒嵌置于壳体内，所述壳体上开有槽，所述槽内设置有电线，所述电池或无线充电接收器通过该电线与接线盒内的接线端子相连。
本发明一种内外双重旋转电机组，所述轴座上同时设置有电池和无线充电接收器，所述电池和无线充电接收器相并联，所述轴座上还安装有无线开关，所述无线开关串接于电池和接线盒内的接线端子之间。
本发明一种内外双重旋转电机组，所述内外双重旋转电机组还包含有电磁抱闸，所述基础电机和传动电机的输出端均设置有电磁抱闸，所述电磁抱闸包含有固定架、刹车片和抱闸接线端，所述固定架固定于基础电机或传动电机的输出端壳体上，所述刹车片和抱闸接线端设置于固定架上，所述刹车片包覆于基础电机或传动电机的转轴上，所述抱闸接线端经无线开关与电池相连。
本发明一种内外双重旋转电机组，所述轴座面向风扇一侧的剖面呈台阶状，较窄部分开有散热孔，较宽部分开有固定螺栓孔，所述轴座较宽部分的内径与壳体的外径相匹配，且轴座较宽部分与壳体的风扇端插接配合固定于壳体之上。
本发明一种内外双重旋转电机组，所述轴座上还安装有电池套，所述电池2.3由两块半环形电池构成，且所述电池放置于电池套内。
本发明的工作原理为：
由于每个电机的转子都有一个做功的旋转力，当基础电机使传动电机的壳体达到额定转速后，启动传动电机，传动电机的转子就开始做功，等到传动电机的转子达到额定转速后，最终负荷的转速就达到预定值了。
由于每个电机的转子都有一个做功的旋转力，当基础电机使传动电机的壳体达到额定转速后（传动电机的转子先通过电磁抱闸锁定以便于传动电机把旋转力传递到最终负荷上去），解锁并启动传动电机，传动电机的转子就开始做功，使输出转速继续增加，等到传动电机的转子达到额定转速后，最终负荷的转速就达到预定值了。
例如，当基础电机采用1,440 RPM的普通电机，即24转/秒（其扭矩比较大）；传动电机使用9,000 RPM的中速电机，即150转/秒（其转速比较高）；当基础电机的转子使传动电机的壳体和最终负荷达到额定转速24转/秒后，启动传动电机让其转速达到150转/秒；最终输出转速叠加为174转/秒，即10,440 RPM，成为高速电机组。
其扭矩也是叠加关系：
这是因为基础电机的转子做功的同时，传动电机的转子也在做功。如果是同一个电机里有两个转子，那么较慢的1,440RPM转速的转子就会停止工作，只传导出9,000RPM的转速来（双转子、三转子的发动机的原理）。我们可以这样来看问题，传动电机所谓9,000RPM的转速是相对于它的电机壳体而言的，所谓扭矩也是相对于它的最终负荷而言的，正因为基础电机使传导电机的壳体也旋转并传递扭矩，达到1,440RPM，而且基础电机的转子和传动电机的转子的转向是相同的，这个基础电机的转子做的功才没被忽略掉。相对于静止的基础电机和未被驱动的最终负荷来说，形成叠加的功。根据能量守恒定律，能量既不会无故产生，也不会无故消亡，总是从一种形式的能转化为另一种形式的能。例如这个电机组合，就是把基础电机和传动电机的电能转化成双重叠加的驱动能，提供双重扭矩。
在实际运用时，可以根据需要选择合适数量的传动电机和各电机的合理选型来组合，以使转速和扭矩达到用户的需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明由于采用多个电机级联，壳体与转子均旋转的方式，来使电机获得更高速度的转速，相比于原先单个高频电机来讲，扭矩更高，甚至无需使用变速器或减速器。如配合发电机使用还无需增压器就能达到高速。可用于改进电动汽车、混合动力汽车、电动自行车等的驱动技术，改进纺织化纤业的高速卷绕头等，改进精密工具业的牙钻、微型切割机、微型砂轮机等，改进玩具业的四驱车、飞行玩具等。
同时，本发明内外双重旋转电机组改装简单，普通的电机级联后即可具有与单个高端电机相媲美的转速和比单个高端电机更大的扭矩，而多台普通电机的费用远低于一台高端电机的费用，因而制造成本低廉。例如一个进口西门子的10,000RPM的5.5 KW电机要15万左右，而三个国产直流3,000RPM的3KW同步电机才几百，算上加工费用也不超过2千，组合起来也能达到9,000RPM，并且其输出扭矩大于进口电机。因而具有制造成本低廉的优点。
附图说明
图1为本发明内外双重旋转电机组的结构示意图。
图2为本发明内外双重旋转电机组传动电机的壳体风扇端的侧视图。
图3为本发明内外双重旋转电机组的后附加轴结构示意图。
图4为本发明内外双重旋转电机组加装电磁抱闸后的结构示意图。
图5为本发明内外双重旋转电机组加装无线充电接收器和无线开关后的传动电机的壳体风扇端的侧视图。
图6为本发明内外双重旋转电机组加装电磁抱闸后的传动电机的输出端的侧视图。
图7为本发明内外双重旋转电机组的传动电机采用永磁条和永磁罩壳后的结构示意图。
图8为本发明内外双重旋转电机组的传动电机采用永磁条和永磁罩壳后的的侧面剖视图
图9为本发明内外双重旋转电机组的传动电机采用轴承组和支架后的结构示意图。
图10为本发明内外双重旋转电机组的传动电机采用轴承组和支架后的侧面剖视图。
图11为本发明内外双重旋转电机组两个传动电机级联后的结构示意图。
其中：
基础电机1、传动电机2、电磁抱闸3；
壳体2.1、后附加轴2.2、电池2.3、永磁条2.4、永磁罩壳2.5、轴承组2.6、支架2.7、无线充电接收器2.8、无线开关2.9、轴套2.10；
轴座2.2.1、轴2.2.2、散热孔2.2.3、固定螺栓孔2.2.4；
固定架3.1、刹车片3.2、抱闸接线端3.3。
具体实施方式
参见图1~6，本发明涉及的一种内外双重旋转电机组，所述电机组包含有基础电机1和传动电机2，所述传动电机2包含有壳体2.1，所述壳体2.1的风扇端设有一后附加轴2.2，所述后附加轴2.2包含有轴座2.2.1，所述轴座2.2.1固定于壳体2.1上，所述轴座2.2.1上连接有一轴2.2.2，所述轴2.2.2通过轴套2.10与基础电机1的转轴相连，所述轴座2.2.1上安装有电池2.3或无线充电接收器2.8或者同时安装有电池2.3和无线充电接收器2.8，所述电池2.3由两块半环形电池构成，并且当同时安装有电池2.3和无线充电接收器2.8时，所述电池2.3和无线充电接收器2.8相并联，所述电池2.3或无线充电接收器2.8或者并联后的电池2.3和无线充电接收器2.8同时与接线盒内的接线端子相连，所述轴座2.2.1上还安装有无线开关2.9，所述无线开关2.9串接于电池2.3和接线盒内的接线端子之间；
所述内外双重旋转电机组还包含有电磁抱闸3，所述基础电机1和传动电机2的输出端均设置有电磁抱闸3，所述电磁抱闸3包含有固定架3.1、刹车片3.2和抱闸接线端3.3，所述固定架3.1固定于基础电机1或传动电机2的输出端壳体上，所述刹车片3.2和抱闸接线端3.3设置于固定架3.1上，所述刹车片3.2包覆于基础电机1或传动电机2的转轴上，所述抱闸接线端3.3经无线开关2.9与电池2.3相连。
所述轴座2.2.1面向风扇一侧的剖面呈台阶状，较窄部分开有散热孔2.2.3，较宽部分开有固定螺栓孔2.2.4，所述轴座2.2.1较宽部分的内径与壳体2.1的外径相匹配，且轴座2.2.1较宽部分与壳体2.1的风扇端插接配合固定于壳体2.1之上。
所述轴座2.2.1上还安装有电池套，所述电池2.3放置于电池套内。
为了使得壳体2.1能够自由旋转，通常采用以下两种方式：
（1）参见图7~8，所述壳体2.1套装于永磁罩壳2.5内，所述壳体2.1上安装有若干永磁条2.4，所述永磁条2.4与永磁罩壳2.5之间有一定间隙，且所述永磁条2.4的外表面与永磁罩壳2.5的内表面具有相同的极性（同为S极或N极），无线开关2.9与接线盒内的接线端子相连接的电线、无线开关2.9与抱闸接线端3.3相连接的电线均安装于相邻永磁条2.4之间；
（2）参见图9~10，所述壳体2.1上套装有至少一个轴承组2.6，所述轴承组2.6固定于支架2.7上，所述接线盒嵌置于壳体2.1内，所述壳体2.1上开有槽，无线开关2.9与接线盒内的接线端子相连接的电线以及无线开关2.9与抱闸接线端3.3相连接的电线均设置于该槽内，开槽的目的是为了让电线穿过轴承并使得壳体在旋转时不至于被缠绕。
参见图11，使用时，也可根据需要选用两个或多个传动电机进行级联，即将后一级的传动电机上的后附加轴用轴套与前一级的传动电机的转轴相连。

Claims (10)

1.一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述电机组包含有基础电机（1）和传动电机（2），所述传动电机（2）包含有壳体（2.1），所述壳体（2.1）的风扇端设有一后附加轴（2.2），所述后附加轴（2.2）包含有轴座（2.2.1），所述轴座（2.2.1）上连接有一轴（2.2.2），所述轴（2.2.2）与基础电机（1）的转轴相连，所述轴座（2.2.1）上安装有电池（2.3）或无线充电接收器（2.8），所述电池（2.3）或无线充电接收器（2.8）与接线盒内的接线端子相连。
2.如权利要求1所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述壳体（2.1）套装于一永磁罩壳（2.5）内，所述壳体（2.1）上安装有若干永磁条（2.4），所述永磁条（2.4）与永磁罩壳（2.5）之间有一定间隙，且所述永磁条（2.4）的外表面与永磁罩壳（2.5）的内表面具有相同的极性。
3. 如权利要求1所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述壳体（2.1）上套装有至少一个轴承组（2.6），所述轴承组（2.6）固定于支架（2.7）上，所述接线盒嵌置于壳体（2.1）内，所述壳体（2.1）上开有槽，所述槽内设置有电线，所述电池（2.3）或无线充电接收器（2.8）通过该电线与接线盒内的接线端子相连。
4. 如权利要求2或3所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述轴座（2.2.1）上同时设置有电池（2.3）和无线充电接收器（2.8），所述电池（2.3）和无线充电接收器（2.8）相并联，所述轴座（2.2.1）上还安装有无线开关（2.9），所述无线开关（2.9）串接于电池（2.3）和接线盒内的接线端子之间。
5. 如权利要求1或2或3所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述内外双重旋转电机组还包含有电磁抱闸（3），所述基础电机（1）和传动电机（2）的输出端均设置有电磁抱闸（3），所述电磁抱闸（3）包含有固定架（3.1）、刹车片（3.2）和抱闸接线端（3.3），所述固定架（3.1）固定于基础电机（1）或传动电机（2）的输出端壳体上，所述刹车片（3.2）和抱闸接线端（3.3）设置于固定架（3.1）上，所述刹车片（3.2）包覆于基础电机（1）或传动电机（2）的转轴上，所述抱闸接线端（3.3）经无线开关（2.9）与电池（2.3）相连。
6. 如权利要求4所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述内外双重旋转电机组还包含有电磁抱闸（3），所述电池（2.3）由两块半环形电池构成，所述基础电机（1）和传动电机（2）的输出端均设置有电磁抱闸（3），所述电磁抱闸（3）包含有固定架（3.1）、刹车片（3.2）和抱闸接线端（3.3），所述固定架（3.1）固定于基础电机（1）或传动电机（2）的输出端壳体上，所述刹车片（3.2）和抱闸接线端（3.3）设置于固定架（3.1）上，所述刹车片（3.2）包覆于基础电机（1）或传动电机（2）的转轴上，所述抱闸接线端（3.3）经无线开关（2.9）与电池（2.3）相连。
7. 如权利要求1或2或3或6所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述轴座（2.2.1）面向风扇一侧的剖面呈台阶状，较窄部分开有散热孔（2.2.3），较宽部分开有固定螺栓孔（2.2.4），所述轴座（2.2.1）较宽部分的内径与壳体（2.1）的外径相匹配，且轴座（2.2.1）较宽部分与壳体（2.1）的风扇端插接配合固定于壳体（2.1）之上。
8. 如权利要求4所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述轴座（2.2.1）面向风扇一侧的剖面呈台阶状，较窄部分开有散热孔（2.2.3），较宽部分开有固定螺栓孔（2.2.4），所述轴座（2.2.1）较宽部分的内径与壳体（2.1）的外径相匹配，且轴座（2.2.1）较宽部分与壳体（2.1）的风扇端插接配合固定于壳体（2.1）之上。
9. 如权利要求5所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述轴座（2.2.1）面向风扇一侧的剖面呈台阶状，较窄部分开有散热孔（2.2.3），较宽部分开有固定螺栓孔（2.2.4），所述轴座（2.2.1）较宽部分的内径与壳体（2.1）的外径相匹配，且轴座（2.2.1）较宽部分与壳体（2.1）的风扇端插接配合固定于壳体（2.1）之上。
10. 如权利要求2或3所述一种内外双重旋转电机组，其特征在于：所述轴座（2.2.1）上还安装有电池套，所述电池（2.3）由两块半环形电池构成，且所述电池（2.3）放置于电池套内。
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