CN110855110B - 冗余电机及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于EPS转向系统的冗余电机，包括：壳体前端盖和后端盖设有轴承，其用于容置转轴、冗余定子组件、冗余转子组件和隔磁件；转轴两端穿设在壳体前端盖和后端盖的轴承上，其轴肩两侧分别固定冗余转子组件，分别固定于壳体内的冗余定子组件；连同转轴穿入定子组件并分别位于冗余定子组件内冗余转子组件，固定在冗余转子组件之间的转轴上的隔磁件，隔磁件用于隔离冗余定子组件和冗余转子组件间磁场；其中，冗余定子组件相差第一预设机械角度或第一预设电气角度，冗余转子组件之间相对位置相差第二预设机械角度或第二预设电气角度。本发明能实现电机空间电磁场双移，能消除电机本身扭矩波动，具有高可靠性和高容错性。

Description

冗余电机及其装配方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种用于EPS转向系统的冗余电机。本发明还涉及一种所述用于EPS转向系统冗余电机的装配方法。
背景技术
EPS转向系统是整车上关系到驾乘人员人身安全最重要的总成之一，必须要考虑冗余安全设计，以保证在任何情况下至少可以提供基本、可控的转向能力。当前，电动助力转向系统EPS由电控部分和机械结构组成，EPS系统电控部分会采用电机驱动。在传统的EPS系统电控部分失效的情况下，驾驶员仅可通过管柱等机械结构驱动转向，这对于驾驶员来说无疑是个难题，很难达到安全转向停车的目的。
冗余电机是在转向时实现助力的重要支撑部件。目前许多期刊论文中研究的六相电机实质是在一套绕组上的电气角度双移，不能实现真正的电机空间电磁场的双移。因此，EPS转向系统急需一种能真正实现电机空间电磁场双移的六相冗余电机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能用于EPS转向系统实现电机空间电磁场双移的(六相)冗余电机。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于EPS转向系统实现电机空间电磁场双移的(六相)冗余电机的装配方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的冗余电机，包括：
壳体1，其前端盖和后端盖设有轴承，其用于容置转轴、冗余定子组件、冗余转子组件和隔磁件；
转轴2，其两端穿设在壳体前端盖和后端盖的轴承上，其轴肩两侧分别固定冗余转子组件；
冗余定子组件3，其分别固定于壳体内；
冗余转子组件4，其连同转轴穿入定子组件，并分别位于冗余定子组件内；
隔磁件5，其固定在冗余转子组件之间的转轴上，其适用于隔离冗余定子组件和冗余转子组件间磁场；
其中，冗余定子组件相差第一预设机械角度或第一预设电气角度，冗余转子组件之间相对位置相差第二预设机械角度或第二预设电气角度。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，冗余定子组件3彼此形状、尺寸和结构相同，冗余转子组件4彼此形状、尺寸和结构相同。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，第一预设机械角度和第二预设机械角度是15度，第一预设电气角度和第二预设电气角度是30度。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，壳体1，包括：
主体1.1，其为中空柱状结构，其前端口处的外侧壁上延伸形成有多个第一凸沿1.1.1，每个第一凸沿1.1.1上设有一个第一通孔1.1.2，其后端口处的外侧壁上延伸形成有多个第二凸沿1.1.3，每个第二凸沿1.1.3上设有一个第二通孔1.1.4；
前端盖1.2,其盖装在主体1.1前端口，其侧壁延伸形成有多个第三凸沿1.2.1，其中心设有第一安装孔1.2.2，第一安装孔1.2.2内安装有第一轴承1.2.3，每个第三凸沿1.2.1上设有一个第三通孔1.2.4，多个第四通孔1.2.5形成在前端盖上；
后端盖1.3,其盖装在主体1.1后端口，其中心设有第二安装孔1.3.1，第二安装孔1.3.1内安装有第二轴承1.3.2，其上设有多个围绕第二安装孔1.3.1布置的第五通孔1.3.3和第六通孔1.3.4，其侧壁延伸形成有多个第四凸沿1.3.5，每个第四凸沿1.3.5上设有一个第七通孔1.3.6；
其中，前端盖1.2盖装在主体1.1前端口，第一通孔1.1.2和第三通孔1.2.4位置对齐供第一锁固件穿设，第一锁固件将后端盖1.2和主体1.1固定连接；
后端盖1.3盖装在主体1.1后端口时，第二通孔1.1.4和第七通孔1.3.6位置对齐供第二锁固件穿设，第二锁固件将后端盖1.3和主体1.1固定连接。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，轴向定位固定结构1.1.6，其设置在主体1.1内侧壁上，其适用于将电机轴向定位并固定在主体1.1内。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，第四通孔1.2.5用于电机三相接线端子穿出，第五通孔1.3.3用于电机三相接线端子穿出，第六通孔1.3.4用于控制板端盖固定。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，还包括：
第一止口1.2.6，其是以第一安装孔1.2.2为中心固定在前端盖1.2上的环形结构，其适用于插入主体1.1内，其与主体1.1或主体1.1前端口内的第二止口配合装配；
其中，第四通孔1.2.5位于第一止口1.2.6中。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，还包括：
第三止口1.3.7，其是以第二安装孔1.3.1为中心固定在后端盖1.3上的环形结构，其适用于插入主体1.1内，其与主体1.1或主体1.1后端口内的第四止口配合装配；
其中，第五通孔1.3.3和第六通孔1.3.4位于第三止口1.3.7中。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，还包括：
多根第一加强筋1.2.7，其平均分布在第一安装孔1.2.2和第一止口1.2.6之间的前端盖1.2上，其一端连接于第一安装孔1.2.2，其另一端连接于第一止口1.2.6，其适用于增加前端盖1.2强度；
多根第二加强筋1.3.8，其平均分布在第二安装孔1.3.1和第二止口1.3.7之间的后端盖1.3上，其一端连接于第二安装孔1.3.1，其另一端连接于第二止口1.3.7，其适用于增加后端盖1.3强度。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，还包括：
第一密封件1.2.9，其套装第一止口1.2.6侧壁上，其适用于将主体1.1和前端盖1.2形成密封；
第二密封件1.3.9，其套装第二止口1.3.7侧壁上，其适用于将主体1.1和后端盖1.3形成密封。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，第一密封件1.2.9套装第一止口1.2.6侧壁的第一环形密封件容置槽1.2.10中，第二密封件1.3.9套装第二止口1.3.7侧壁的第二环形密封件容置槽1.3.11中。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，转轴2以轴肩2.1划分为左侧部和右侧部；
第一阶梯结构2.2，其形成在转轴左侧部与轴肩2.1相邻，其适用于固定第一电机转子组件；
第二阶梯结构2.3，其形成在转轴左侧部与第一阶梯结构2.2相邻，其适用于连接前端盖上的第一轴承1.2.3；
第三阶梯结构2.4，其形成在转轴右侧部与轴肩2.1相邻，其适用于固定隔磁件5；
第四阶梯结构2.5，其形成在转轴右侧部与第三阶梯结构2.4相邻，其适用于固定第二电机转子组件；
第五阶梯结构2.6，其形成在转轴右侧部与第四阶梯结构2.5相邻，其适用于连接后端盖上的第二轴承1.3.2。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，第一阶梯结构2.2轴径大于第二阶梯结构2.3轴径，第三阶梯结构2.4轴径大于第四阶梯结构2.5轴径，第四阶梯结构2.5轴径大于第五梯结构2.6轴径。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，第一阶梯结构2.2轴径等于第四阶梯结构2.5轴径，第二阶梯结构2.3轴径等于第五阶梯结构2.6轴径。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，每个冗余定子组件3包括：
定子单元3.1，其由多个定子单体彼此拼接形成；
接线架3.2，其安装在定子单元3.1朝向壳体端口的端面上，其适用于将定子单元3.1定位固定在主体1.1内，并将定子单元3.1与外部电路形成电性连接。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，每个定子单体包括：
绝缘骨架3.1.1，其中部用于缠绕定子绕阻3.1.2，其顶部用于固定定子电磁转换件3.1.3；
定子电磁转换件3.1.3，其固定于绝缘骨架3.1.1顶部的中间部位；
第一连接结构3.1.4，其形成在定子电磁转换件3.1.3一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构3.1.5；
第二连接结构3.1.5，其形成在定子电磁转换件3.1.3另一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构3.1.4。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，还包括：
第三连接结构3.1.6，其形成在定子电磁转换件3.1.3顶面，其用于将定子单元3.1与主体1.1固定。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，还包括：
第四连接结构3.1.7，其形成在绝缘骨架3.1.1顶面，其与第五连接结构3.1.8插接使绝缘骨架3.1.1和定子电磁转换件3.1.3连接固定；
第五连接结构3.1.8，其形成在定子电磁转换件3.1.3底面。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，绝缘骨架3.1.1，其为工型结构，该工型结构中部用于缠绕定子绕阻3.1.2，该工型结构顶部用于固定定子电磁转换件3.1.3。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，绝缘骨架3.1.1顶部是第一管体侧壁的一部分，该绝缘骨架底部是第二管体侧壁的一部分，定子电磁转换件3.1.3是第三管体侧壁的一部分；
其中，第一管体、第二管体和第三管体是同心管体，第一管体内半径大于等于第三管体外半径，第三管体内半径大于等于第二管体外半径。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，定子电磁转换件3.1.3是由多个形状、尺寸和结构线相同的定子冲片沿边缘对齐层叠铆接形成。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，接线架3.2包括：
线架主体3.2.1，其为环形结构；
多个第一固定部3.2.2，其在线架主体3.2.1环形外圆侧壁上沿径向延伸形成，其适用于固定定子绕阻3.1.2；
多个第二固定部3.2.3，其在线架主体3.2.1环形外圆侧壁上沿轴向延伸形成；
多个第三固定部3.2.4，其在线架主体3.2.1环形外圆上沿径向延伸形成，其适用于定位并固定连接电机定子；
多个第一接线端子3.2.5，其沿径向穿过线架主体3.2.1并固定在第一固定部3.2.2中，且其位于环形结构外的一端经穿出第一固定部3.2.2；
多个第二接线端子3.2.6，其沿轴向穿过线架主体3.2.1并固定在第二固定部3.2.3中，且其位于环形结构上的一端穿出第二固定部3.2.3；
其中，各接线端子之间彼此绝缘。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，冗余转子组件4包括：
转子电磁转换件4.1，其为截面是正多边形的柱体，其截面中心形成有供转轴2穿过的转轴孔4.1.1；
多个磁体4.2，各磁体形状、尺寸和结构相同；
转子支架4.3，其外周侧壁上等间隔固定各磁体4.2，其内固定转子电磁转换件4.1。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，冗余转子组件4包括：
多个夹持固定部4.1.1.1，其形成在转轴孔4.1.1内侧壁上，其适用于增强冗余转子组件4与转轴2之间的紧固力。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，多个第八通孔4.1.2，围绕转轴孔4.1.1设置，其适用于调节转子磁路。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，转子电磁转换件4.1，其由多个形状、尺寸和结构相同的转子冲片边缘对齐层叠形成。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，各转子冲片其截面为正多边形。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，多个第六固定部4.1.1.2，每个第六固定部4.1.1.2由各转子冲片正多边形各内角处的凹部或凸部层叠形成，其适用于将电磁转换件与转子支架4.3连接固定。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，多个第七固定部4.3.1，其形成在转子支架柱体内周侧壁上，其适用于与第六固定部4.1.1.2配合使转子电磁转换件4.1与转子支架4.3连接固定。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，第六固定部4.1.1.2是底部宽度大于等于槽口宽度的条形凹部，第七固定部4.3.1是顶部宽度大于等于底部宽度条形凸部。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，磁体4.2，其是顶面为弧面的的长方体，该磁体4.2的顶面与转子支架4.3主体外侧面内切。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，转子支架4.3，其为仅具有底面的空心柱体，该底面为环。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，多个第八固定部4.3.2，其形成在转子支架柱体4.3外周侧壁上，每个第八固定部4.3.2内固定一个磁体4.2。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，隔磁件5，其为圆环体，其环孔5.1供转轴2穿过，其环孔两侧形成有稳固件5.2。
可选择的，进一步改进所述的冗余电机，稳固件5.2是形成在环孔5.1两侧边沿沿轴向向环孔两侧延伸的凸部。
本发明提供一种上述任意一项所述冗余电机装配方法，包括以下步骤：
S1，在转轴2两端分别装配固定一个冗余转子组件4，使冗余转子组件4彼此之间相对位置错开第一预设机械角度；
S2，将冗余定子组件3分别从壳体1两端压入装配固定，使冗余定子组件3彼此之间相对位置错开第二预设机械角度；
S3，转轴2前端压入壳体前端盖安装孔的轴承中，将转轴2后端穿入冗余定子组件3，使冗余转子组件4分别位于冗余定子组件3中；
S4,将转轴2后端压入壳体后端盖安装孔的轴承中，将冗余转子组件4三相线分别壳体前端盖、后端盖引出。
可选择的，进一步改进述冗余电机装配方法，第一预设机械角度和第二预设机械角度是15度。
本发明提供的冗余电机，通过安装冗余转子组件彼此之间错位预设机械角度(例如15度)以及安装冗余定子组件彼此之间错位预设机械角度(例如15度)，形成真正实现电机空间电磁场双移(电气双移30度相带)冗余电机。本发明形成两套独立定子绕组，进而电机的两个驱动桥能够实现单独控制。本发明至少具有以下技术效果：
1、如果转向系统其中一侧EPS电控部分失效，另一侧在安全性上可以提供至少50％的助力，从而帮助驾驶员操控方向盘。
2、单从电机本身来说，两套定子绕组单独分开，在空间相位相差预设角度(30度)形成非对称绕阻结构，利用电机内部磁场特性，达到消除电机本身扭矩波动的技术效果。因此，本发明的冗余电机的具有中性点绝缘隔离性强，高可靠性和高容错性。
3、本发明的冗余电机可以采用两套控制电路，实现独立控制。驾驶员驾驶时，若转向系统内部一侧失效，另一侧实现助力一半，从功能安全技术上达到冗余备份的目的。
4、本发明的壳体前、后两端口均能供电机接线端子引出/电性连接，冗余电机能从两端口分别装配，便于实现EPS转向系统冗余电机装配。并且，壳体为分体式结构便于壳体部分零件的更换维护，能降低维护成本。例如，后端盖损毁则只需要更换后端盖即可。
5、本发明的接线架可以采用将电机三相线接线端子、公共接线端子和线架主体注塑为一体的方式制造，接线架同时具有定位和固定的作用，并且便于接线。
6、本发明的的冗余定子组件采用分体式定子单体拼接形成，定子电磁转换件(铁芯)双移预设相带合理的设计，使定子绕阻相互独立，从电机技术上实现独立控制，提高了电机的可靠性。并且，分体式定子单体组装更灵活、便捷，能实现扭矩波动从电机技术上的相互抵消作用，提高了EPS转向系统冗余电机的安全性。
7、本发明的隔磁件将冗余电机的两个磁场相互隔离，避免磁场相互干扰，达到相互独立控制的目的；
8、本发明的两冗余电机转子组件之间的相对位置错开预设机械角度(15度)，保证了转子的电气角度特性。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明冗余电机第一实施例结构示意图一。
图2是本发明冗余电机第一实施例结构示意图二。
图3是本发明冗余电机壳体第一实施例结构示意图一
图4是本发明冗余电机壳体第一实施例结构示意图二。
图5是本发明冗余电机壳体第一实施例结构示意图三。
图6是本发明冗余电机壳体第二实施例结构示意图。
图7是本发明冗余电机壳体第三实施例结构示意图一。
图8是本发明冗余电机壳体第三实施例结构示意图二。
图9是本发明转轴第一实施例结构示意图。
图10是本发明冗余定子组件第一实施例示意图。
图11是本发明冗余定子组件定子单体第一实施例结构示意图。
图12是定子单体第一实施例可行性改进结构示意图。
图13是本发明定子单体拼接组装形成环形体结构参考图。
图14是本发明接线架第一实施例结构示意图。
图15是本发明转子电磁转换件一可行实施结构示意图。
图16是本发明磁体一可行实施结构示意图。
图17是本发明转子支架一可行实施结构示意图。
图18是本发明冗余转子组件一变形实施例结构示意图。
图19是本发明隔磁件第一实施例结构示意图。
图20是本发明隔磁件第一实施例的剖视图。
附图标记说明
壳体1
主体1.1
第一凸沿1.1.1
第一通孔1.1.2
第二凸沿1.1.3
第二通孔1.1.4
第一固定安装通孔1.1.5
轴向定位固定结构1.1.6
前端盖1.2
第三凸沿1.2.1
第一安装孔1.2.2，
第一轴承1.2.3
第三通孔1.2.4
第四通孔1.2.5
第一止口1.2.6
第一加强筋1.2.7
第二固定安装通孔1.2.8
第一密封件1.2.9
第一环形密封件容置槽1.2.10
后端盖1.3
第二安装孔1.3.1
第二轴承1.3.2
第五通孔1.3.3
第六通孔1.3.4
第四凸沿1.3.5
第七通孔1.3.6；
第三止口1.3.7
第二加强筋1.3.8
第二密封件1.3.9
定位孔1.3.10
第二环形密封件容置槽1.3.11
转轴2
轴肩2.1
第一阶梯结构2.2
第二阶梯结构2.3
第三阶梯结构2.4
第四阶梯结构2.5
第五阶梯结构2.6
冗余定子组件3
定子单元3.1
绝缘骨架3.1.1
绝缘骨架顶部3.1.1.1
绝缘骨架底部3.1.1.2
定子绕阻3.1.2
定子电磁转换件3.1.3
第一连接结构3.1.4
第二连接结构3.1.5
第三连接结构3.1.6
第四连接结构3.1.7
第五连接结构3.1.8
接线架3.2
线架主体3.2.1
第一固定部3.2.2
第二固定部3.2.3
第三固定部3.2.4
第一接线端子3.2.5
第二接线端子3.2.6
第一加强件3.2.7
第二加强件3.2.8
第四固定部3.2.9
连接结构3.2.10
冗余转子组件4
转子电磁转换件4.1
转轴孔4.1.1
第八通孔4.1.2
第五固定部4.1.1.1
第六固定部4.1.1.2
磁体4.2
转子支架4.3
第七固定部4.3.1
第八固定部4.3.2
隔磁件5
环孔5.1
稳固件5.2。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。下述各实施例中所述多个是指至少三个。
参考图1、2所示，本发明提供的冗余电机第一实施例，包括：
壳体1，其前端盖和后端盖分别设有第一轴承1.2.3和第二轴承1.3.2，其用于容置转轴、冗余定子组件、冗余转子组件和隔磁件；
转轴2，其两端穿设在壳体前端盖和后端盖的轴承上，其轴肩两侧分别固定冗余转子组件；
冗余定子组件3，其分别固定于壳体内；
冗余转子组件4，其连同转轴穿入定子组件，并分别位于冗余定子组件内；
隔磁件5，其固定在冗余转子组件之间的转轴上，其适用于隔离冗余定子组件3和冗余转子组件4之间磁场；
其中，冗余定子组件3之间相差第一预设机械角度或第一预设电气角度，冗余转子组件4之间相对位置相差第二预设机械角度或第二预设电气角度。
本发明冗余电机第一实施例其两套冗余定子组件单独分开，相对位置相差预设角度(15度)形成非对称绕阻结构，利用电机内部磁场特性，达到消除电机本身扭矩波动的技术效果。两冗余电机转子组件之间的相对位置错开预设机械角度(15度)，保证了转子的电气角度特性。该第一实施例实现了真正的电机空间电磁场双移，可以采用两套控制电路实现独立控制，从功能安全技术上达到EPS转向系统冗余备份的目的。
可选择的，进一步改进本发明冗余电机第一实施例，冗余定子组件3彼此形状、尺寸和结构相同，冗余转子组件4彼此形状、尺寸和结构相同。
可选择的，第一预设机械角度和第二预设机械角度是15度，第一预设电气角度和第二预设电气角度是30度。
如图3-图5所示，本发明提供壳体1第一实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，包括：
主体1.1，其为中空柱状结构，其前端口处的外侧壁上延伸形成有多个第一凸沿1.1.1，每个第一凸沿1.1.1上设有一个用于连接固定前端盖1.2的第一通孔1.1.2，其后端口处的外侧壁上延伸形成有多个第二凸沿1.1.3，每个第二凸沿1.1.3上设有一个第二通孔1.1.4，每个第一凸沿1.1.1上还设有电机与其他结构的第一固定安装通孔1.1.5；
前端盖1.2,其盖装在主体1.1前端口，其侧壁延伸形成有多个第三凸沿1.2.1，其中心设有第一安装孔1.2.2，第一安装孔1.2.2内安装有第一轴承1.2.3(轴承未显示)，每个第三凸沿1.2.1上设有一个第三通孔1.2.4，多个第四通孔1.2.5形成在前端盖上，第四通孔1.2.5供三相接线端子穿出；每个第三凸沿1.2.1上还设有电机与其他结构的固定的第二固定安装通孔1.2.8；
将冗余电机与其他结构固定时，可以采用螺栓穿过第一固定安装通孔1.1.5和第二固定安装通孔1.2.8，然后再穿过其他结构上安装通孔的方式，将冗余电机与其他结构连接固定。前端盖1.2盖装在主体1.1前端口，第一通孔1.1.2和第三通孔1.2.4位置对齐供第一锁固件(比如螺栓)穿设，第一锁固件将后端盖1.2和主体1.1固定连接；
后端盖1.3,其盖装在主体1.1后端口，其中心设有第二安装孔1.3.1，第二安装孔1.3.1内安装有第二轴承1.3.2(轴承未显示)，其上设有多个围绕第二安装孔1.3.1布置的第五通孔1.3.3和第六通孔1.3.4，其侧壁延伸形成有多个第四凸沿1.3.5，每个第四凸沿1.3.5上设有一个第七通孔1.3.6；
第五通孔1.3.3供三相接线端子穿出，六通孔1.3.4是固定孔用于控制板端盖固定。以及，还包括定位孔1.3.10用于电机控制器端盖定位。后端盖1.3盖装在主体1.1后端口时，第二通孔1.1.4和第七通孔1.3.6位置对齐供第二锁固件比如螺栓穿设，第二锁固件将后端盖1.3和主体1.1固定连接。
如图6结合图4和图5所示，壳体1第二实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，其是在壳体1第一实施例上的进一步改进，结构相同部分不再赘述增加结构如下：
轴向定位固定结构1.1.6，其设置在主体1.1内侧壁上，其适用于将电机轴向定位并固定在主体1.1内。本实施例中，轴向定位固定结构采用台阶结构。
如图7-图8所示，本发明提供壳体1第三实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，其是在壳体1第一实施例和第二实施例上的进一步改进，结构相同部分不再赘述增加结构如下：
第一止口1.2.6，其是以第一安装孔1.2.2为中心固定在前端盖1.2上的环形结构，其适用于插入主体1.1内，其与主体1.1内侧壁或主体1.1前端口内的第二止口配合装配；
其中，第四通孔1.2.5位于第一止口1.2.6中。
第三止口1.3.7，其是以第二安装孔1.3.1为中心固定在后端盖1.3上的环形结构，其适用于插入主体1.1内，其与主体1.1或主体1.1后端口内的第四止口配合装配；
其中，第五通孔1.3.3、第六通孔1.3.4和定位孔1.3.10位于第三止口1.3.7中。
多根第一加强筋1.2.7，其平均分布在第一安装孔1.2.2和第一止口1.2.6之间的前端盖1.2上，其一端连接于第一安装孔1.2.2，其另一端连接于第一止口1.2.6，其适用于增加前端盖1.2强度；
多根第二加强筋1.3.8，其平均分布在第二安装孔1.3.1和第二止口1.3.7之间的后端盖1.3上，其一端连接于第二安装孔1.3.1，其另一端连接于第二止口1.3.7，其适用于增加后端盖1.3强度。
第一密封件1.2.9其适用于将主体1.1和前端盖1.2形成密封，其套装第一止口1.2.6侧壁的第一环形密封件容置槽1.2.10中；
第二密封件1.3.9，其适用于将主体1.1和后端盖1.3形成密封，其套装第二止口1.3.7侧壁的第二环形密封件容置槽1.3.11中。
如图9所示，本发明提供转轴2第一实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，包括：
转轴2以轴肩2.1划分为左侧部和右侧部；
第一阶梯结构2.2，其形成在转轴左侧部与轴肩2.1相邻，其适用于固定第一电机转子组件；
第二阶梯结构2.3，其形成在转轴左侧部与第一阶梯结构2.2相邻，其适用于连接前端盖上的第一轴承1.2.3；
第三阶梯结构2.4，其形成在转轴右侧部与轴肩2.1相邻，其适用于固定隔磁件5；
第四阶梯结构2.5，其形成在转轴右侧部与第三阶梯结构2.4相邻，其适用于固定第二电机转子组件；
第五阶梯结构2.6，其形成在转轴右侧部与第四阶梯结构2.5相邻，其适用于连接后端盖上的第二轴承1.3.2。
可选择的，第一阶梯结构2.2轴径大于第二阶梯结构2.3轴径，第三阶梯结构2.4轴径大于第四阶梯结构2.5轴径，第四阶梯结构2.5轴径大于第五梯结构2.6轴径。
可选择的，第一阶梯结构2.2轴径等于第四阶梯结构2.5轴径，第二阶梯结构2.3轴径等于第五阶梯结构2.6轴径。
如图10所示，本发明提供冗余定子组件3第一实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，包括：
定子单元3.1，其由多个定子单体彼此拼接形成的环形体；
接线架3.2，其安装在定子单元3.1朝向壳体端口的端面上，其适用于将定子单元3.1定位固定在主体1.1内，并将定子单元3.1与外部电路形成电性连接。
如图11所示，上述冗余定子组件3第一实施例中的定子单体第一实施例，包括：
每个定子单体包括：
绝缘骨架3.1.1，其中部用于缠绕定子绕阻3.1.2，其顶部用于固定定子电磁转换件3.1.3；
定子电磁转换件3.1.3即定子铁芯，其固定于绝缘骨架3.1.1顶部的中间部位；即，电磁转换件的前后两端均存在绝缘骨架顶部边沿伸出，即图11中A处所示是绝缘骨架顶部边沿伸出磁转换件前端的边沿，图11中B处所示是绝缘骨架顶部边沿伸出磁转换件后端的边沿；
第一连接结构3.1.4，其形成在定子电磁转换件3.1.3一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构3.1.5；
第二连接结构3.1.5，其形成在定子电磁转换件3.1.3另一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构3.1.4。
第一连接结构3.1.4和二连接结构3.1.5之间可以采用插接过盈连接、铆接、熔接等连接固定方式，绝缘骨架与电磁转换件3.1.3之间可以采用插接过盈连接、铆接、熔接、注塑在一起等连接固定方式。
本发明提供的分体式定子单体，使定子绕阻相互独立，从电机技术上实现独立控制，提高了电机的可靠性，相对现有结构组装更灵活、便捷。
参考图12所示，可选择的，进一步改进定子单体第一实施，增加第三连接结构3.1.6，其形成在定子电磁转换件3.1.3顶面，其用于将定子单元3.1与主体1.1固定。第三连接结构3.1.6可采用条形凸部或条形凹部，其与主体1.1内壁的条形凸部或条形凹部过盈插接。
可选择的，进一步改进定子单体，增加第四连接结构3.1.7，其形成在绝缘骨架3.1.1顶面，其与第五连接结构3.1.8插接使绝缘骨架3.1.1和定子电磁转换件3.1.3连接固定；
以及，第五连接结构3.1.8，其形成在定子电磁转换件3.1.3底面，图12所示，第四连接结构3.1.7与第五连接结构3.1.8形成插齿状过盈结构。
可选择的，进一步改进定子单体，绝缘骨架3.1.1，其为工型结构，该工型结构中部用于缠绕定子绕阻3.1.2，该工型结构顶部用于固定定子电磁转换件3.1.3。
其中，绝缘骨架顶部3.1.1.1是第一管体C侧壁的一部分，该绝缘骨架底部3.1.1.2是第二管体D侧壁的一部分，定子电磁转换件3.1.3是第三管体E侧壁的一部分；
其中，第一管体C、第二管体D和第三管体E是同心管体，第一管体C内半径大于等于第三管体E外半径，第三管体E内半径大于等于第二管体D外半径。各定子单体拼接组装形成环形体，参考图13所示，
其中，定子电磁转换件3.1.3是由多个形状、尺寸和结构线相同的定子冲片沿边缘对齐层叠铆接形成。
如图14所示，上述冗余定子组件3第一实施例中的接线架3.2第一实施例，包括：
线架主体3.2.1，其为环形结构；
多个第一固定部3.2.2，其在线架主体3.2.1环形外圆侧壁上沿径向延伸形成，其适用于固定定子绕阻3.1.2；
多个第二固定部3.2.3，其在线架主体3.2.1环形外圆侧壁上沿轴向延伸形成；
多个第三固定部3.2.4，其在线架主体3.2.1环形外圆上沿径向延伸形成，其适用于定位并固定连接定子单元；
多个第一接线端子3.2.5，其沿径向穿过线架主体3.2.1并固定在第一固定部3.2.2中，第一固定部由线架主体延伸形成，其被理解为线架主体的一部分且其位于环形结构外的一端经穿出第一固定部3.2.2；
多个第二接线端子3.2.6，其沿轴向穿过线架主体3.2.1并固定在第二固定部3.2.3第二固定部由线架主体延伸形成，其被理解为线架主体的一部分中，且其位于环形结构上的一端穿出第二固定部3.2.3；
第一加强件3.2.7，其是形成在环形结构内环侧壁的阶梯结构，本实施例中阶梯结构沿环形结构内环侧壁向下延伸形成，其适用于增加线架主体3.2.1强度。
第二加强件3.2.8，其是形成在线架主体1和第三固定部4之间的加强筋，其适用于增加第三固定部3.2.4强度。
多个第四固定部3.2.9，其是设置在第一接线端子3.2.5位于环形结构外一端端部的U型槽，其适用于固定定子绕阻。
连接结构3.2.10，其是设置第二接线端子3.2.6位于线架主体3.2.1上方的一端的焊接凸点，其适用于将第二接线端子3.2.6与外部线缆焊接固定。
其中，线架主体和第一～三固定部采用绝缘材料制造，各接线端子之间彼此绝缘。
第一接线端子3.2.5是公共接线端子，第二接线端子3.2.6是电机三相线接线端子。
本发明提供冗余转子组件4第一实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，包括：
如图15所示，转子电磁转换件4.1，其由多个形状、尺寸和结构相同的转子冲片边缘对齐层叠形成，各转子冲片其截面为正多边形，其截面中心形成有供转轴2穿过的转轴孔4.1.1；多个第八通孔4.1.2，围绕转轴孔4.1.1设置，其适用于调节转子磁路；多个夹持固定部4.1.1.1，其形成在转轴孔4.1.1内侧壁上，其适用于增强冗余转子组件4与转轴2之间的紧固力。
多个磁体4.2，各磁体形状、尺寸和结构相同；如图16所示，其是顶面为弧面的的长方体，该磁体4.2的顶面与转子支架4.3主体外侧面内切。；
如图17所示，转子支架4.3，其为仅具有底面的空心柱体，该底面为环，其外周侧壁上等间隔形成多个第八固定部4.3.2，每个第八固定部4.3.2内固定一个磁体4.2，其内固定转子电磁转换件4.1，第八固定部4.3.2采用插槽。
可选择的，进一步改进所述冗余转子组件4，如图18所示，多个第六固定部4.1.1.2，每个第六固定部4.1.1.2由各转子冲片正多边形各内角处的凹部或凸部层叠形成，其适用于将电磁转换件与转子支架4.3连接固定。
多个第七固定部4.3.1，其形成在转子支架柱体内周侧壁上，其适用于与第六固定部4.1.1.2配合使转子电磁转换件4.1与转子支架4.3连接固定。
可选择的，第六固定部4.1.1.2是底部宽度大于等于槽口宽度的条形凹部，第七固定部4.3.1是顶部宽度大于等于底部宽度条形凸部。
如图19所示，本发明提供隔磁件5第一实施例，其可应用于上述任一冗余电机实施例，其为圆环体，其环孔5.1供转轴2穿过，其环孔两侧形成有稳固件5.2。
其中，稳固件5.2是形成在环孔5.1两侧边沿沿轴向向环孔两侧延伸的凸部，参考图20所示。
本发明提供一种上述任意一项所述冗余电机装配方法一实施例，包括以下步骤：
S1，在转轴2两端分别装配固定一个冗余转子组件4，使冗余转子组件4彼此之间相对位置错开第一预设机械角度；
S2，将冗余定子组件3分别从壳体1两端压入装配固定，使冗余定子组件3彼此之间相对位置错开第二预设机械角度；
S3，转轴2前端压入壳体前端盖安装孔的轴承中，将转轴2后端穿入冗余定子组件3，使冗余转子组件4分别位于冗余定子组件3中；
S4,将转轴2后端压入壳体后端盖安装孔的轴承中，将冗余转子组件4三相线分别壳体前端盖、后端盖引出。
可选择的，第一预设机械角度和第二预设机械角度是15度。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (25)

1.一种冗余电机，其为电磁场双移的六相冗余电机，其特征在于，包括：
壳体（1），其前端盖和后端盖设有轴承，其用于容置转轴、冗余定子组件、冗余转子组件和隔磁件；
转轴（2），其两端穿设在壳体前端盖和后端盖的轴承上，其轴肩两侧分别固定冗余转子组件；
冗余定子组件（3），其分别固定于壳体内，冗余定子组件（3）的定子绕组相互独立，电机的两个驱动桥能单独控制；
冗余转子组件（4），其连同转轴穿入定子组件，并分别位于冗余定子组件内；
隔磁件（5），其固定在冗余转子组件之间的转轴上，其适用于隔离冗余定子组件和冗余转子组件间磁场；
其中，冗余定子组件相差第一预设机械角度或第一预设电气角度，冗余转子组件之间相对位置相差第二预设机械角度或第二预设电气角度，冗余定子组件（3）彼此形状、尺寸和结构相同，冗余转子组件（4）彼此形状、尺寸和结构相同；
所述冗余转子组件（4）包括：
转子电磁转换件（4.1），其由多个形状、尺寸和结构相同的转子冲片边缘对齐层叠形成，各转子冲片其截面为正多边形，其截面中心形成有供转轴（2）穿过的转轴孔（4.1.1）；
多个磁体（4.2），各磁体形状、尺寸和结构相同；
转子支架（4.3），其为仅具有底面的空心柱体，该底面为环，其外周侧壁上等间隔固定各磁体（4.2），其内固定转子电磁转换件（4.1）；
多个固定部A（4.1.1.1），其形成在转轴孔（4.1.1）内侧壁上，其适用于增强冗余转子组件（4）与转轴（2）之间的紧固力；
多个固定部B（4.1.1.2），每个固定部B（4.1.1.2）由各转子冲片正多边形各内角处的凹部或凸部层叠形成，其适用于将电磁转换件与转子支架（4.3）连接固定；
多个通孔A（4.1.2），围绕转轴孔（4.1.1）设置，其适用于调节转子磁路；
多个固定部C（4.3.1），其形成在转子支架柱体内周侧壁上，其适用于与固定部B（4.1.1.2）配合使转子电磁转换件（4.1）与转子支架（4.3）连接固定；
固定部B（4.1.1.2）是底部宽度大于等于槽口宽度的条形凹部，固定部C（4.3.1）是顶部宽度大于等于底部宽度条形凸部；
磁体（4.2），其是顶面为弧面的的长方体，该磁体（4.2）的顶面与转子支架（4.3）主体外侧面内切；
多个固定部D（4.3.2），其形成在转子支架柱体（4.3）外周侧壁上，每个固定部D（4.3.2）内固定一个磁体（4.2）。
2.如权利要求1所述的冗余电机，其特征在于：
第一预设机械角度和第二预设机械角度是15度，第一预设电气角度和第二预设电气角度是30度。
3.如权利要求1所述的冗余电机，其特征在于，壳体（1），包括：
主体（1.1），其为中空柱状结构，其前端口处的外侧壁上延伸形成有多个第一凸沿（1.1.1），每个第一凸沿（1.1.1）上设有一个第一通孔（1.1.2），其后端口处的外侧壁上延伸形成有多个第二凸沿（1.1.3），每个第二凸沿（1.1.3）上设有一个第二通孔（1.1.4）；
前端盖（1.2）,其盖装在主体（1.1）前端口，其侧壁延伸形成有多个第三凸沿（1.2.1），其中心设有第一安装孔（1.2.2），第一安装孔（1.2.2）内安装有第一轴承（1.2.3），每个第三凸沿（1.2.1）上设有一个第三通孔（1.2.4），多个第四通孔（1.2.5）形成在前端盖上；
后端盖（1.3）,其盖装在主体（1.1）后端口，其中心设有第二安装孔（1.3.1），第二安装孔（1.3.1）内安装有第二轴承（1.3.2），其上设有多个围绕第二安装孔（1.3.1）布置的第五通孔（1.3.3）和第六通孔（1.3.4），其侧壁延伸形成有多个第四凸沿（1.3.5），每个第四凸沿（1.3.5）上设有一个第七通孔（1.3.6）；
其中，前端盖（1.2）盖装在主体（1.1）前端口，第一通孔（1.1.2）和第三通孔（1.2.4）位置对齐供第一锁固件穿设，第一锁固件将后端盖（1.2）和主体（1.1）固定连接；
后端盖（1.3）盖装在主体（1.1）后端口时，第二通孔（1.1.4）和第七通孔（1.3.6）位置对齐供第二锁固件穿设，第二锁固件将后端盖（1.3）和主体（1.1）固定连接。
4.如权利要求3所述的冗余电机，其特征在于：
轴向定位固定结构（1.1.6），其设置在主体（1.1）内侧壁上，其适用于将电机轴向定位并固定在主体（1.1）内。
5.如权利要求3所述的冗余电机，其特征在于：第四通孔（1.2.5）用于电机三相接线端子穿出，第五通孔（1.3.3）用于电机三相接线端子穿出，第六通孔（1.3.4）用于控制板端盖固定。
6.如权利要求3所述的冗余电机，其特征在于，还包括：
第一止口（1.2.6），其是以第一安装孔（1.2.2）为中心固定在前端盖（1.2）上的环形结构，其适用于插入主体（1.1）内，其与主体（1.1）或主体（1.1）前端口内的第二止口配合装配；
其中，第四通孔（1.2.5）位于第一止口（1.2.6）中。
7.如权利要求3所述的冗余电机，其特征在于，还包括：
第三止口（1.3.7），其是以第二安装孔（1.3.1）为中心固定在后端盖（1.3）上的环形结构，其适用于插入主体（1.1）内，其与主体（1.1）或主体（1.1）后端口内的第四止口配合装配；
其中，第五通孔（1.3.3）和第六通孔（1.3.4）位于第三止口（1.3.7）中。
8.如权利要求3所述的冗余电机，其特征在于，还包括：
多根第一加强筋（1.2.7），其平均分布在第一安装孔（1.2.2）和第一止口（1.2.6）之间的前端盖（1.2）上，其一端连接于第一安装孔（1.2.2），其另一端连接于第一止口（1.2.6），其适用于增加前端盖（1.2）强度；
多根第二加强筋（1.3.8），其平均分布在第二安装孔（1.3.1）和第二止口（1.3.7）之间的后端盖（1.3）上，其一端连接于第二安装孔（1.3.1），其另一端连接于第二止口（1.3.7），其适用于增加后端盖（1.3）强度。
9.如权利要求8所述的冗余电机，其特征在于，还包括：
第一密封件（1.2.9），其套装第一止口（1.2.6）侧壁上，其适用于将主体（1.1）和前端盖（1.2）形成密封；
第二密封件（1.3.9），其套装第二止口（1.3.7）侧壁上，其适用于将主体（1.1）和后端盖（1.3）形成密封。
10.如权利要求9所述的冗余电机，其特征在于：
第一密封件（1.2.9）套装第一止口（1.2.6）侧壁的第一环形密封件容置槽（1.2.10）中，第二密封件（1.3.9）套装第二止口（1.3.7）侧壁的第二环形密封件容置槽（1.3.11）中。
11.如权利要求1所述的冗余电机，其特征在于：
转轴（2）以轴肩（2.1）划分为左侧部和右侧部；
第一阶梯结构（2.2），其形成在转轴左侧部与轴肩（2.1）相邻，其适用于固定第一电机转子组件；
第二阶梯结构（2.3），其形成在转轴左侧部与第一阶梯结构（2.2）相邻，其适用于连接前端盖上的第一轴承（1.2.3）；
第三阶梯结构（2.4），其形成在转轴右侧部与轴肩（2.1）相邻，其适用于固定隔磁件（5）；
第四阶梯结构（2.5），其形成在转轴右侧部与第三阶梯结构（2.4）相邻，其适用于固定第二电机转子组件；
第五阶梯结构（2.6），其形成在转轴右侧部与第四阶梯结构（2.5）相邻，其适用于连接后端盖上的第二轴承（1.3.2）。
12.如权利要求11所述的冗余电机，其特征在于：
第一阶梯结构（2.2）轴径大于第二阶梯结构（2.3）轴径，第三阶梯结构（2.4）轴径大于第四阶梯结构（2.5）轴径，第四阶梯结构（2.5）轴径大于第五梯结构（2.6）轴径。
13.如权利要求12所述的冗余电机，其特征在于：第一阶梯结构（2.2）轴径等于第四阶梯结构（2.5）轴径，第二阶梯结构（2.3）轴径等于第五阶梯结构（2.6）轴径。
14.如权利要求1所述的冗余电机，其特征在于，每个冗余定子组件（3）包括：
定子单元（3.1），其由多个定子单体彼此拼接形成；
接线架（3.2），其安装在定子单元（3.1）朝向壳体端口的端面上，其适用于将定子单元（3.1）定位固定在主体（1.1）内，并将定子单元（3.1）与外部电路形成电性连接。
15.如权利要求14所述的冗余电机，其特征在于，每个定子单体包括：
绝缘骨架（3.1.1），其中部用于缠绕定子绕组（3.1.2），其顶部用于固定定子电磁转换件（3.1.3）；
定子电磁转换件（3.1.3），其固定于绝缘骨架（3.1.1）顶部的中间部位；
第一连接结构（3.1.4），其形成在定子电磁转换件（3.1.3）一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第二连接结构（3.1.5）；
第二连接结构（3.1.5），其形成在定子电磁转换件（3.1.3）另一侧壁上，其用于连接固定其他定子单体电磁转换件的第一连接结构（3.1.4）。
16.如权利要求15所述的冗余电机，其特征在于，还包括：
第三连接结构（3.1.6），其形成在定子电磁转换件（3.1.3）顶面，其用于将定子单元（3.1）与主体（1.1）固定。
17.如权利要求15所述的冗余电机，其特征在于，还包括：
第四连接结构（3.1.7），其形成在绝缘骨架（3.1.1）顶面，其与第五连接结构（3.1.8）插接使绝缘骨架（3.1.1）和定子电磁转换件（3.1.3）连接固定；
第五连接结构（3.1.8），其形成在定子电磁转换件（3.1.3）底面。
18.如权利要求15所述的冗余电机，其特征在于：
绝缘骨架（3.1.1），其为工型结构，该工型结构中部用于缠绕定子绕组（3.1.2），该工型结构顶部用于固定定子电磁转换件（3.1.3）。
19.如权利要求15所述的冗余电机，其特征在于：
绝缘骨架（3.1.1）顶部是第一管体侧壁的一部分，该绝缘骨架底部是第二管体侧壁的一部分，定子电磁转换件（3.1.3）是第三管体侧壁的一部分；
其中，第一管体、第二管体和第三管体是同心管体，第一管体内半径大于等于第三管体外半径，第三管体内半径大于等于第二管体外半径。
20.如权利要求15所述的冗余电机，其特征在于：
定子电磁转换件（3.1.3）是由多个形状、尺寸和结构相同的定子冲片沿边缘对齐层叠铆接形成。
21.如权利要求14所述的冗余电机，其特征在于，接线架（3.2）包括：
线架主体（3.2.1），其为环形结构；
多个第一固定部（3.2.2），其在线架主体（3.2.1）环形外圆侧壁上沿径向延伸形成，其适用于固定定子绕组（3.1.2）；
多个第二固定部（3.2.3），其在线架主体（3.2.1）环形外圆侧壁上沿轴向延伸形成；
多个第三固定部（3.2.4），其在线架主体（3.2.1）环形外圆上沿径向延伸形成，其适用于定位并固定连接电机定子；
多个第一接线端子（3.2.5），其沿径向穿过线架主体（3.2.1）并固定在第一固定部（3.2.2）中，且其位于环形结构外的一端穿出第一固定部（3.2.2）；
多个第二接线端子（3.2.6），其沿轴向穿过线架主体（3.2.1）并固定在第二固定部（3.2.3）中，且其位于环形结构上的一端穿出第二固定部（3.2.3）；
其中，各接线端子之间彼此绝缘。
22.如权利要求1所述的冗余电机，其特征在于：隔磁件（5），其为圆环体，其环孔（5.1）供转轴（2）穿过，其环孔两侧形成有稳固件（5.2）。
23.如权利要求22所述的冗余电机，其特征在于：稳固件（5.2）是形成在环孔（5.1）两侧边沿沿轴向向环孔两侧延伸的凸部。
24.一种权利要求1-23任意一项所述冗余电机装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在转轴（2）两端分别装配固定一个冗余转子组件（4），使冗余转子组件（4）彼此之间相对位置错开第一预设机械角度；
S2，将冗余定子组件（3）分别从壳体（1）两端压入装配固定，使冗余定子组件（3）彼此之间相对位置错开第二预设机械角度；
S3，转轴（2）前端压入壳体前端盖安装孔的轴承中，将转轴（2）后端穿入冗余定子组件（3），使冗余转子组件（4）分别位于冗余定子组件（3）中；
S4，将转轴（2）后端压入壳体后端盖安装孔的轴承中，将冗余转子组件（4）三相线分别从壳体前端盖、后端盖引出。
25.如权利要求24所述冗余电机装配方法，其特征在于：第一预设机械角度和第二预设机械角度是15度。
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