CN105490482A - 一种双转子电机结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双转子电机结构，包括内转子、外转子、定子、第一电机支架和第二电机支架，所述内转子、外转子和定子均设置在所述第一电机支架和第二电机支架之间，并由所述第一电机支架和第二电机支架支承，所述外转子通过外转子轴承固定到所述第一电机支架和第二电机支架上；所述内转子通过内转子轴承固定到所述外转子上。该双转子电机结构的外转子两端均靠电机支架支撑，内转子靠外转子支撑，避免了内转子和外转子形成悬臂梁结构，提高了电机结构强度，使内转子及外转子不会收到过大的弯矩而变形，从而减轻了轴承的磨损。而且，本发明双转子电机结构装配方便，可以各部分同步组装，即各部分零件可实现模块化生产，提高了生产及装配效率。

Description

一种双转子电机结构

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是一种双转子电机结构。

背景技术

传统的电机一般只有一个定子和一个转子，无论是直流电机、同步电机还是异步电机，都只有一个机械端口。双转子电机可以实现两个机械轴的扭矩独立输出，这种新型的电机具有比较宽的调速范围，且运行性能优越，在电动汽车等领域具有很好的应用前景。

如专利号为CN101090221的中国发明专利公开了一种无刷双转子电机，采用径向式永磁磁路结构的内电机与一个励磁磁路结构的外电机组成，内电机由输入轴、内转子铁芯、内转子永磁磁钢、外转子铁芯和外转子内绕组组成。现有方案内转子的轴承内圈放置于内转子转轴上，轴承外圈与外转子支撑架轴承室相配合；外转子的支撑轴承放置情形：外转子支撑轴承外圈安装在电机端盖轴承室内，内圈分别安装在内转子轴伸端和外转子轴伸端上。

现有技术方案中，内转子输出端的轴承与机壳的轴承均设置在轴伸上，这样轴承在承受内外转子的重量方面比较不利，内外转子的重量将导致机壳处的轴承受到弯矩，不利于电机转矩的输出且会加速轴承的磨损。

因此，需要设计一种结构改善方案，使内外转子轴伸不会因扭矩及内外转子自身重力而产生的较大形变，以及改善因轴伸形变而产生的轴承加速磨损问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双转子电机结构，以解决现有技术中轴承易磨损、电机结构强度较低等技术问题。

本发明提供一种双转子电机结构，包括内转子、外转子、定子、第一电机支架和第二电机支架，所述外转子设置在所述内转子的径向外侧，所述定子设置在所述外转子的径向外侧，所述内转子、外转子和定子均设置在所述第一电机支架和第二电机支架之间，并由所述第一电机支架和第二电机支架支承，所述外转子靠近输出端的位置和与输出端相对的第二端分别通过外转子轴承固定到所述第一电机支架和第二电机支架上；所述内转子靠近输出端的位置和与输出端相对的第二端均通过内转子轴承固定到所述外转子上。

优选地，所述外转子包括第二轴、圆筒形结构、第一外转子支架和第二外转子支架，所述第二轴通过第一外转子支架固定到所述圆筒形结构的第一端，所述第二外转子支架固定到所述圆筒形结构的第二端。

优选地，所述第二外转子支架上设置有内转子轴孔，所述第二轴与所述第二外转子支架上的内转子轴孔外壁分别通过所述外转子轴承固定到所述第一电机支架和第二电机支架上。

优选地，所述第一电机支架、第二电机支架上分别设置有第一支架轴承座、第二支架轴承座；所述第二轴通过第一外转子轴承固定到所述第一支架轴承座内，所述内转子轴孔的外壁通过第二外转子轴承固定到所述第二支架轴承座内。

优选地，所述第一外转子支架、第二外转子支架上分别设置有第一外转子轴承座、第二外转子轴承座；所述内转子的第二端通过第一内转子轴承固定到所述第一外转子轴承座内，靠近所述内转子输出端的位置通过第二内转子轴承固定到所述第二外转子轴承座内。

优选地，所述第二轴、第一外转子支架与圆筒形结构一体形成；所述第二外转子支架与所述圆筒形结构分体形成。

优选地，所述圆筒形结构的内壁与外壁上均设置有外转子铁芯，所述外转子铁芯上设置有励磁绕组。

优选地，所述内转子的侧壁上沿其周向设置有永磁体。

优选地，所述永磁体采用表贴或内嵌的形式固定在所述内转子上。

本发明提供的双转子电机结构，外转子的两端均靠电机支架支撑，内转子靠外转子支撑，避免了内转子和外转子形成悬臂梁结构，提高了电机结构强度，使内转子及外转子不会收到过大的弯矩而变形，从而减轻了轴承的磨损。而且，本发明双转子电机结构装配方便，可以各部分同步组装，即各部分零件可实现模块化生产，提高了生产及装配效率。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为现有技术中双转子电机结构示意图；

图2为本发明双转子电机结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

如图1所示，双转子电机包括内转子1、外转子2、定子3和电机支架4，所述内转子1和外转子2靠近各自输出端处的均通过轴承固定在所述电机支架4上。所述内转子1远离所述输出端的第二端处通过轴承固定在所述外子2上，所述外转子2上远离其输出端的第二端处通过轴承固定在所述内转子1上。这样的结构使所述内转子1受到所述外转子2施加的弯矩，所述外转子2也会受到所述内转子1施加的弯矩，不利于电机转矩的输出，且会造成轴承的磨损量大，甚至使所述内转子1和外转子2产生弯曲等问题。

如图2所示，本发明提供的双转子电机结构包括内转子1、外转子2、定子3、第一电机支架41和第二电机支架42，所述外转子2设置在所述内转子1的径向外侧，所述定子3设置在所述外转子2的径向外侧，所述内转子1、外转子2和定子3均设置在所述第一电机支架41和第二电机支架42之间。所述第一电机支架41和第二电机支架42分别设置在所述定子3的两端，所述外转子2靠近输出端处及与输出端相对的第二端分别通过外转子轴承固定到所述第一电机支架41、第二电机支架42上，所述内转子1靠近输出端处和与输出端相对的第二端均通过内转子轴承固定到所述外转子2上，所述第一电机支架41和第二电机支架42上均设置有轴孔，所述外转子2、内转子1的输出端分别穿过所述第一电机支架41、第二电机支架42上的轴孔并位于所述定子3的外侧。

如图2所示，所述外转子2包括第二轴21、圆筒形结构22、第一外转子支架23、第二外转子支架24、第一外转子铁芯25和第二外转子铁芯26，所述第二轴21的第一端通过所述第一外转子支架23连接到所述圆筒形结构22的第一端，所述第二轴21与第一端相对的一端为输出端；所述第二外转子支架24设置在所述圆筒形结构22的第二端，且所述第一外转子支架23设置有第一外转子轴承座231，所述第二外转子支架24上设置有第二外转子轴承座241，所述第一外转子轴承座231与第二外转子轴承座241的轴线共线，且所述第二外转子支架24上设置有轴线与所述第二外转子轴承座241轴线共线的内转子轴孔242，所述第一外转子轴承座231、第二外转子轴承座241和内转子轴孔242用于所述内转子1的安装(下文会进行详细介绍)。优选地，所述第二轴21、第一外转子支架23和圆筒形结构22一体形成，所述第二外转子支架24与圆筒形结构22分体形成。所述第一外转子铁芯25和第二外转子铁芯26分别沿周向设置在所述圆筒形结构22的内壁和外壁上，且所述第一、第二外转子铁芯25、26上均设置有绕组，优选为励磁绕组。所述第一电机支架41上设置有第一支架轴承座411，所述第二电机支架42上设置有第二支架轴承座421，所述外转子2的第二轴21通过第一外转子轴承27固定到所述第一电机支架41上，所述第一外转子轴承27的内圈与所述第二轴21的侧壁配合，所述第一外转子轴承27的外圈与所述第一支架轴承座411配合，且所述第二轴21的输出端位于所述定子3的外侧。所述第二外转子支架24上的内转子轴孔242为沿其轴线突出形成的筒形结构，所述内转子轴孔242通过第二外转子轴承28固定到所述第二电机支架42上，所述内转子轴孔242的外壁与所述第二外转子轴承28的内圈配合，所述第二外转子轴承28的外圈与所述第二支架轴承座421配合。

所述内转子1包括第一轴11和永磁体12，所述永磁体12沿所述第一轴11的周向设置在所述第一轴11的表面，优选地，所述永磁体12采用表贴或内嵌的方式固定在所述第一轴11上。所述第一轴11的第二端通过第一内转子轴承13固定到所述第一外转子支架23上，所述第一轴11的第二端处侧壁与所述第一内转子轴承13的内圈配合，所述第一内转子轴承13的外圈与所述第一外转子支架23上的所述第一外转子轴承座231配合；所述第一轴11靠近与其第二端相对的输出端处通过第二内转子轴承14固定到所述第二外转子支架24上，所述第二内转子轴承14的内圈与所述第一轴11的侧壁配合，所述第二内转子轴承14的外圈与所述第二外转子支架24上的第二外转子轴承座241配合，且所述第一轴11的输出端穿过所述内转子轴孔242并位于所述定子3的外侧。所述定子3的内壁上设置有定子铁芯31，所述定子铁芯31上设置有绕组，且装配完成后所述第一轴11上的永磁体12与所述圆筒形结构22上的第一外转子铁芯25和第二外转子铁芯26及所述定子3上的定子铁芯31位置相对。

本发明双转子电机结构将所述外转子2的两端通过所述外转子轴承分别固定到所述第一电机支架41、第二电机支架42上，所述内转子1两端通过所述内转子轴承分别固定到所述外转子2上。这种结构避免所述内转子1和外转子2形成悬臂梁，进而消除了所述内转子1和外转子2之间弯矩，使电机运行更加稳定。而且，由于所述内转子1上设置永磁体12，所述外转子2的外转子铁芯上设置励磁绕组，所以不需要电刷等容易损坏的零件，降低了电机的维护频率。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种双转子电机结构，其特征在于，包括内转子(1)、外转子(2)、定子(3)、第一电机支架(41)和第二电机支架(42)，所述外转子(2)设置在所述内转子(1)的径向外侧，所述定子(3)设置在所述外转子(2)的径向外侧，所述内转子(1)、外转子(2)和定子(3)均设置在所述第一电机支架(41)和第二电机支架(42)之间，并由所述第一电机支架(41)和第二电机支架(42)支承，所述外转子(2)靠近输出端的位置和与输出端相对的第二端分别通过外转子轴承固定到所述第一电机支架(41)和第二电机支架(42)上；所述内转子(1)靠近输出端的位置和与输出端相对的第二端均通过内转子轴承固定到所述外转子(2)上。

2.根据权利要求1所述的双转子电机结构，其特征在于，所述外转子(2)包括第二轴(21)、圆筒形结构(22)、第一外转子支架(23)和第二外转子支架(24)，所述第二轴(21)通过第一外转子支架(23)固定到所述圆筒形结构(22)的第一端，所述第二外转子支架(24)固定到所述圆筒形结构(22)的第二端。

3.根据权利要求2所述的双转子电机结构，其特征在于，所述第二外转子支架(24)上设置有内转子轴孔(242)，所述第二轴(21)与所述第二外转子支架(24)上的内转子轴孔(242)外壁分别通过所述外转子轴承固定到所述第一电机支架(41)和第二电机支架(42)上。

4.根据权利要求3所述的双转子电机结构，其特征在于，所述第一电机支架(41)、第二电机支架(42)上分别设置有第一支架轴承座(411)、第二支架轴承座(421)；所述第二轴(21)通过第一外转子轴承(27)固定到所述第一支架轴承座(411)内，所述内转子轴孔(242)的外壁通过第二外转子轴承(28)固定到所述第二支架轴承座(421)内。

5.根据权利要求2所述的双转子电机结构，其特征在于，所述第一外转子支架(23)、第二外转子支架(24)上分别设置有第一外转子轴承座(231)、第二外转子轴承座(241)；所述内转子(1)的第二端通过第一内转子轴承(13)固定到所述第一外转子轴承座(231)内，靠近所述内转子(1)输出端的位置通过第二内转子轴承(14)固定到所述第二外转子轴承座(241)内。

6.根据权利要求3所述的双转子电机结构，其特征在于，所述第二轴(21)、第一外转子支架(23)与圆筒形结构(22)一体形成；所述第二外转子支架(24)与所述圆筒形结构(22)分体形成。

7.根据权利要求2所述的双转子电机结构，其特征在于，所述圆筒形结构(22)的内壁与外壁上均设置有外转子铁芯，所述外转子铁芯上设置有励磁绕组。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的双转子电机结构，其特征在于，所述内转子(1)的侧壁上沿其周向设置有永磁体(12)。

9.根据权利要求8所述的双转子电机结构，其特征在于，所述永磁体(12)采用表贴或内嵌的形式固定在所述内转子(1)上。