CN105099069A - 电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机(2)，所述电机具有壳体(4)、定子(6)、转子(8)、行星传动机构(14)和输出轴(10)，定子(6)、转子(8)、行星传动机构(14)和输出轴(10)布置在壳体(4)中，转子(8)和输出轴(10)通过行星传动机构(14)彼此连接。

Description

电机
技术领域
本发明涉及一种电机。
背景技术
电动机一般包括定子和转子作为部件，所述转子可以相对定子旋转。在此，两个部件中的一个是永磁体、另一个是线圈，电流能被引导通过该线圈，由此借助于线圈形成磁场，基于该磁场与永磁体的磁场的相互作用使转子相对于定子旋转。
发明内容
在这个背景下提出一种具有权利要求1所述特征的电机。由从属权利要求得到电机的优选方案。
根据本发明的电机具有壳体、定子、转子、行星传动机构和轴，其中定子、转子、行星传动机构和轴布置在壳体中。转子和轴通过行星传动机构彼此连接。因此，转子与轴间接连接。因此，转子和轴能以不同的转速旋转。
根据一可行的设计方案，行星传动机构具有带外齿的太阳轮，分别带有外齿的行星轮，带有内齿的齿圈以及主行星架。在此，转子和太阳轮彼此连接且以不能相对彼此转动的方式固定。齿圈固定在壳体上。行星轮分别通过行星轮轴可旋转地设置在主行星架上。主行星架与轴连接，从而主行星架和轴以不能相对彼此转动的方式连接并能够一起旋转。行星轮的外齿与太阳轮的外齿相啮合并与齿圈的内齿相啮合。在电机的工作中，转子的旋转通过太阳轮和行星轮传递至主行星架并进而传递至输出轴。
电机可以设计或者用作电动机，其中在这种情况下所述轴可用作输出轴。备选地或补充地，电机可设计或用作发电机，其中在这种情况下所述轴可用作驱动轴。
所述行星传动机构可用于不同类型的电机，也就是说电动机和/或发电机，其中转子相应地相对于定子旋转，其中转子布置为与定子同轴。因此，这种电机例如可以设计为换相器电机，交流-换相器电动机，无刷直流电动机(BLDC)，异步电动机，交流-异步电动机，同步电动机或者磁阻电动机，其中前述这些电动机也可以用于或被用作发电机。
因此，所述电机包括行星传动机构。在此，转子和设计为输出轴或驱动轴的轴之间的至少一个转子轴承设计用于承担的差速轴承的功能。在这种情况下，电机的可旋转的转子通过行星传动机构与电机的轴间接连接。通过这些措施也可以利用电机得到高的转速。行星传动机构包括设计为行星轮轴的独立的轴，以及设计为行星轮支承件的轴承，通过所述轴承使行星轮的行星轮轴与行星轮架可旋转地连接。因此，行星传动机构可以称作中间机构、进而可以称作电机的副变速器。
此外，电机还包括作为部件的壳体、相对壳体固定的和/或固定在壳体上的定子以及相对于定子以及壳体可旋转的转子，所述壳体在一变型方案中可设计为壳体罐。作为电机的另外的部件，还设置有可用作输出轴或驱动轴的轴以及可用作输出轴承或驱动轴承的轴承，通过所述轴承使所述轴能以可旋转的方式支承在壳体中或相对于壳体可旋转地支承。
行星传动机构作为电机的部件内置在壳体中。转子具有圆柱形的内壁部并因此设置成中空的。转子的转子支承机构具有至少一个设计为转子轴承的轴承，所述轴承同样和相应的输出轴承一样可以设计为径向滑动轴承或者滚动轴承，由此转子在机械方面或者说在旋转机制方面与输出轴脱耦。
在中央太阳轮与行星轮之间的传动比和/或减速比与齿圈内齿的齿数、太阳轮外齿的齿数以及相应行星轮外齿的齿数相关，例如可以为1：4，该中央太阳轮与轴以不能相对转动的方式连接。在这种情况下，在每分钟10000转的转子旋转频率或者说转子转速下得到每分钟2500转的轴旋转频率或者驱动转速和/或输出转速。因此，转子与在至少一个转子轴承上的轴之间的转速差为每分钟7500转。如果齿圈的内齿和行星轮的外齿设计为圆柱齿或者说直齿或箭头形，则在电机的工作中，由于行星传动机构的特性，在至少一个转子轴承上既不产生径向力也不产生轴向力，由此可以简单且价廉地构造小型化的转子轴承。这种径向力和/或轴向力仅当内齿和外齿设计为锥面形且进而分别设计为斜齿时才产生。
电机和行星传动机构仅具有一个公共的轴。转子通过差速轴承与轴脱耦。电动机的所有轴承，也就是说转子轴承、行星轮轴承以及轴的轴承可以由金属和/或塑料制成，并进而必要时价廉地由复合材料制成。穿过壳体的轴可以借助于常规的马达轴承作为轴的轴承以可旋转的方式支承在壳体上。主行星架与轴以不能相对转动的方式连接。行星传动机构的部件，也就是说太阳轮、行星轮以及齿圈同样可以价廉地由金属和/或塑料或复合材料制成。通过把行星传动机构和所述的轴承内置在壳体中或壳体罐中可以提供不同大小的电机。
也可以称为旋转传动机构的行星传动机构在另一个设计方案中可以设计为多级的。在这种情况下行星架可以作为第一级的一部分同样支承在轴上并与作为第二级的部件的太阳轮连接。在此，轴与行星架连接。
在另一个设计方案中，外部的径向力可以在电机的整个长度上得到吸收或者说支撑，由此其轴承仅受到微小的负荷，对于第一前部轴承(其布置为与行星传动机构相邻)以及主要第二后部轴承(其布置为与转子相邻)都是如此。电机长度小、重量低，并能以节省材料的方式提供。转子轴承原则上可以设计为无作用力的，其中一个转子轴承仅承受转子和轴之间的转速差。由此可以降低噪声、磨损和功率损失。通过把定子、转子、行星传动机构和轴安置在设计为壳体罐的壳体中能抑制噪声。
本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得到。
当然，在不脱离本发明的框架的情况下，前述和下文仍将描述的特征不仅能以分别给出的组合使用，而且也能以其它组合或单独地使用。
附图说明
根据附图中的实施方案示意性地示出本发明并参考附图示意性地且具体地描述本发明。
图1以示意性的剖视图示出根据本发明的电机的实施方案。
具体实施方式
在图1中以示意性剖视图示出电机2的实施方案，其包括壳体4，在壳体中布置有与在此设计为输出轴的轴10共轴的定子6和转子8，其中此处位置固定的定子6共轴地包围可旋转的转子8。轴10通过此处固定在壳体4的前侧和后侧上的两个轴承12、13以可相对于壳体4旋转的方式被支承。
此外，电机2包括布置在壳体4中的行星传动机构14，所述行星传动机构具有中央的太阳轮16，该太阳轮与转子8固定地连接或者也可以称为转子8的延续部。行星传动机构14还包括多个行星轮18，其中在图1中仅示出了两个，环绕的齿圈20以及用于所有的行星轮18的公共的主行星架22，该主行星架在此与第一轴承12相邻地布置在壳体4的第一端部处。第二轴承13在此与转子8相邻地布置在壳体4的第二端部处。在此，行星轮18设计为齿轮。
太阳轮16具有外齿，包围太阳轮16和行星轮18的齿圈20具有内齿。每个行星轮18在此通过行星轮轴26与主行星架22可旋转地连接。在此处示出的实施方案中，相应的行星轮轴26的第一端部固定在主行星架22上。相应的行星轮轴26的相对的第二端部固定在额外的与主行星架22互补的副行星架23上。因此，在主行星架22和副行星架23之间以可围绕相应的行星轮轴26旋转的方式布置了行星轮18。
此外，主行星架22与轴10连接或固定在该轴上。齿圈20在此与壳体4连接或固定在壳体上。而转子8在此具有两个转子轴承28，所述转子轴承包围轴10，通过转子轴承使转子8与轴10在旋转机制方面彼此脱耦。
此外，转子8在所述实施方案中具有多个未进一步示出的永磁体，所述永磁体固定在转子轴承28上并包围转子轴承。定子6包括在此未进一步示出的绕组或线圈。
此外，图1示出了定子轴承38、用于控制电机2运行的控制器40以及布置在壳体4外的轮42，其中定子6通过所述定子轴承与轴10脱耦，所述轮固定在轴10上且还能与此处未示出的结构元件连接，所述结构元件能由电机2(如果该电机用作电动机)驱动。
在电机2的运行中使电流流过定子6的线圈，由此产生磁场，该磁场与转子8的永磁体的磁场协同作用，由此使转子8和与转子连接的太阳轮16旋转。通过太阳轮16的外齿(该外齿与行星轮18的外齿相啮合)同样使行星轮18旋转。因为行星轮18的外齿还与固定在壳体4上的齿圈20的内齿相啮合，所以使主行星架22、进而使与之连接的轴10旋转。因此，在此处说明的电机2的设计方案中，在此不与转子8直接连接、因此与该转子分开的轴10由旋转的转子8通过所述的行星传动机构14的部件间接地驱动并进而旋转，其中转子8和轴10由于转子轴承28的作用、基于行星传动机构18的减速比而具有不同的转速。

Claims (4)

1.一种电机，具有壳体(4)、定子(6)、转子(8)、行星传动机构(14)和轴(10)，其中定子(6)、转子(8)、行星传动机构(14)和轴(10)布置在壳体(4)中，转子(8)和轴(10)通过行星传动机构(14)彼此连接。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，行星传动机构(14)具有带外齿的太阳轮(16)、分别带有外齿的多个行星轮(18)、带有内齿的齿圈(20)以及主行星架(22)，其中，转子(8)和太阳轮(16)彼此连接，齿圈(20)固定在壳体(4)上，各有一行星轮(18)通过行星轮轴(26)以能旋转的方式设置在主行星架(22)上，主行星架(22)与轴(10)连接，行星轮(18)的外齿与太阳轮(16)的外齿啮合并与齿圈(20)的内齿啮合。
3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，电机能用作电动机，其中所述轴(10)能用作输出轴。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，电机能用作发电机，所述轴(10)能用作驱动轴。
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