CN114362465B - 共线圈双转子永磁电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动机技术领域，具体涉及一种共线圈双转子永磁电动机，包括：固定轴，其中部设有轴承安装台阶，所述轴承安装台阶的两端分别通过轴承连接有一左盖和一右盖；线圈座，其上开设有多个安装孔一；内转子，设置在所述左盖和所述右盖之间，并与所述右盖一体成型；定子铁芯，套设在所述内转子上，包括外爪极、连接块和内爪极；所述外爪极上绕有线圈；所述连接块连接相邻的2个所述外爪极；霍尔传感器，在所述定子铁芯上设有3个；外转子，套设在所述定子线圈上，其外圈连接有轮胎圈；所述外转子通过螺栓分别与所述左盖和所述右盖固定连接。本发明可以解决现有的双转子电动机结构复杂且转换效率低的问题，具有较好的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于电动机技术领域，具体涉及一种共线圈双转子永磁电动机。
背景技术
永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。其中装有三相交流绕组，称作电枢。转子可以做成实心，也可用叠片叠压。电枢绕组可采用集中整距绕组，也可采用分布短距绕组和非常规绕组。永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性。永磁同步电动机因为无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。电动机是电能转化成机械能的一种机械设备，但是现有的双转子电动机结构复杂且转换效率低。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种共线圈双转子永磁电动机，以解决现有的双转子电动机结构复杂且转换效率低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
共线圈双转子永磁电动机，包括：
固定轴，其中部设有轴承安装台阶；所述轴承安装台阶的两端分别通过轴承连接有一左盖和一右盖；所述左盖与所述右盖的中部均开设有安装所述轴承的轴承座孔；2个所述轴承外侧均设有水封；所述轴承安装台阶中部还设有线圈座安装台阶；所述固定轴两端各设有一轴颈，所述轴颈直径小于所述固定轴的直径；所述轴颈表面还设有螺丝牙；
线圈座，其中部开设安装孔，所述安装孔与所述线圈座安装台阶过盈配合并焊接牢固；所述线圈座外圈一体成型有安装定位环三，所述安装定位环三上开设有多个安装孔一；
内转子，设置在所述左盖和所述右盖之间，并与所述右盖一体成型；
定子铁芯，套设在所述内转子上，包括外爪极、连接块和内爪极；所述外爪极上绕有线圈，相邻的2个外爪极之间留设有容置槽；每个所述外爪极上均开设有1个安装孔二，所述安装孔二与所述安装孔一位置对应并与通过螺栓使所述外爪极与所述线圈座固定；所述外爪极上还开设有霍尔传感器槽；所述连接块连接相邻的2个所述外爪极；所述内爪极与所述外爪极一体成型，其两侧均与所述连接块之间留设有间隙；
霍尔传感器，在所述定子铁芯上设有3个并分别位于不同位置的所述霍尔传感器槽内；
外转子，套设在所述定子线圈上，其外圈连接有轮胎圈；所述外转子通过螺栓分别与所述左盖和所述右盖固定连接。
作为优选，所述固定轴上还开设有相互连通的穿线孔一和穿线孔二，所述穿线孔二位于所述线圈安装台阶和所述轴承安装台阶的连接处；所述线圈座上开设有与所述穿线孔二位置对应的穿线孔三；所述线圈座上还设有线缆固定孔。
作为优选，所述内转子包括磁轭一和磁铁一；所述磁轭一与所述右盖一体成型，其上开设多个磁体安装孔；所述磁铁一设置在所述磁轭一的外圈，通过强力胶粘接和螺丝固定；所述磁铁一与所述内爪极之间留设有间隙。
作为优选，所述左盖上开设多个安装孔三，所述右盖上开设多个安装孔四；所述外转子包括磁轭二和磁铁二；所述磁轭二上开设有安装孔五，所述安装孔五与所述安装孔三和所述安装孔四的位置均对应并分别通过螺栓与所述左盖和所述右盖连接固定；所述磁铁二设置在所述磁轭二的内圈，通过强力胶粘接固定；所述磁铁二比所述磁轭二短，并与所述外爪极之间留设有间隙。
作为优选，所述右盖外侧设有刹车鼓，其内侧设有安装定位环一；所述安装定位环一的外圈卡入所述磁轭二的内侧；所述左盖内侧还设有安装定位环二，所述安装定位环二卡入所述磁轭二的内侧。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的共线圈双转子永磁电机，定子铁芯上相邻的2个外爪极之间设有连接块，可以固定线圈并使各个内爪极和外爪极形成一个整体；磁力线通过连接块可以加强线圈磁场，有利于提高电动机功率。
(2)本发明的共线圈双转子永磁电机，内转子和外转子分别位于定子铁芯的内圈和外圈，内转子和外转子的磁极数是相同的，但线圈数与磁极数不等并且存在错位，有利于电流换向。
(3)本发明的共线圈双转子永磁电机，左盖边缘处开设有一圈安装孔三，右盖边缘处开设有一圈安装孔四，安装孔三和安装孔四与外转子的磁轭二上的安装孔五位置对应并通过螺栓连接固定，便于拆卸维修更换；定子铁芯的外爪极上开设的安装孔二与线圈座上开设的安装孔一位置对应并通过螺栓连接固定，可以使外爪极上绕有线圈的定子铁芯位于内转子和外转子之间，有利于进行能量转换。
附图说明
图1是本发明的外部示意图；
图2是本发明的爆炸图；
图3是本发明的固定轴的剖视图；
图4是本发明的定子铁芯的示意图；
图5是本发明的右盖的剖视图；
图6是本发明的线圈座的剖视图；
图7是本发明的左盖的剖视图；
图8是本发明的外转子的剖视图；
主要附图标记说明：
1、固定轴；2、轴承安装台阶；3、左盖；4、右盖；5、水封；6、线圈座安装台阶；7、线圈座；8、安装孔一；9、内转子；10、定子铁芯；11、外爪极；12、连接块；13、内爪极；14、容置槽；15、安装孔二；16、外转子；17、穿线孔一；18、穿线孔二；19、线缆固定孔；20、磁轭一；21、磁铁一；22、安装孔三；23、安装孔四；24、磁轭二；25、磁铁二；26、安装孔五；27、刹车鼓；28、安装定位环一；29、安装定位环二；30、轴承；31、穿线孔三；32、轴颈；33、霍尔传感器槽；34、磁体安装孔；35、安装定位环三；36、安装孔；37、轴承座孔。
具体实施方式
下面对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域所属的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域所属的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图，共线圈双转子永磁电动机，包括：
固定轴1，其中部设有轴承安装台阶2；轴承安装台阶2的两端分别通过轴承30连接有一左盖3和一右盖4；左盖3与右盖4的中部均开设有安装轴承30的轴承座孔37；2个轴承30外侧均设有水封5；轴承安装台阶2中部还设有线圈座安装台阶6；固定轴1两端各设有一轴颈32，轴颈32直径小于固定轴1的直径；轴颈32表面还设有螺丝牙；
线圈座7，其中部开设安装孔36，安装孔36与线圈座安装台阶6过盈配合并焊接牢固；线圈座7外圈一体成型有安装定位环三35，安装定位环三35上开设有多个安装孔一8；
内转子9，设置在左盖3和右盖4之间；内转子9包括磁轭一20和磁铁一21；磁轭一20与右盖4一体成型，其上开设多个磁体安装孔34用于安装磁铁一21，另外也可采用叠片叠压安装磁铁一21；磁铁一21设置在磁轭一20的外圈，通过强力胶粘接和螺丝固定；磁铁一21与内爪极13之间留设有间隙；
定子铁芯10，套设在内转子9上，包括外爪极11、连接块12和内爪极13；外爪极11上绕有线圈(附图未示出)，相邻的2个外爪极11之间留设有容置槽14；在绕上线圈前，外爪极11上包裹一层绝缘纸，并且定子铁芯10的两侧均安装有绝缘板；每个外爪极11上均开设有1个安装孔二15，安装孔二15与安装孔一8位置对应并与通过螺栓使外爪极11与线圈座7固定；外爪极11上还开设有霍尔传感器槽33；连接块12连接相邻的2个外爪极11；内爪极13与外爪极11一体成型，其两侧均与连接块12之间设有间隙，此处的间隙在外爪极11和内爪极13之间根据电机可延伸到任何一位置；另外连接块12也可以在外爪极11一边连接；
霍尔传感器(附图未示出)，在定子铁芯10上设有3个并分别位于不同位置的霍尔传感器槽33内；
外转子16，套设在定子线圈上，其外圈连接有轮胎圈；外转子16通过螺栓分别与左盖3和右盖4固定连接。
在本实施例中，固定轴1上还开设有相互连通的穿线孔一17和穿线孔二18，穿线孔二18位于线圈安装台阶和轴承安装台阶2的连接处；线圈座7上开设有与穿线孔二18位置对应的穿线孔三31；线圈座7上还设有线缆固定孔19。线缆(附图未示出)可以从穿线孔一17穿入并从穿线孔二18穿出，然后经穿线孔三31和线缆固定孔19连接线圈和霍尔传感器，线缆固定孔19用于固定线缆。左盖3上开设多个安装孔三22，右盖4上开设多个安装孔四23；外转子16包括磁轭二24和磁铁二25；磁轭二24上开设有安装孔五26，安装孔五26与安装孔三22和安装孔四23的位置均对应并分别通过螺栓与左盖3和右盖4连接固定；磁铁二25设置在磁轭二24的内圈，通过强力胶粘接固定；磁铁二25比磁轭二24短，并与外爪极11之间留设有间隙；外转子16和内转子9的磁极数是一样的，内转子9的磁铁一21参照外转子16的磁铁二25按比例缩小并且南北极对应。
另外，右盖4外侧设有刹车鼓27，其内侧设有安装定位环一28；安装定位环一28的外圈卡入磁轭二24的内侧，便于安装右盖4；左盖3内侧还设有安装定位环二29，安装定位环二29卡入磁轭二24的内侧，便于安装左盖3；安装定位环三35可以防止线圈接触线圈座7。
工作原理：本发明的共线圈双转子永磁电动机，使用前需先将各个部件安装在固定轴1上；首先将线圈座7安装在固定轴1上，使线圈座7中部安装孔36与固定轴1上的线圈座安装台阶6过盈配合并焊接牢固；将绕有线圈的定子铁芯10与线圈座7固定，使外爪极11上的安装孔二15与线圈座7上的安装孔一8位置对应并通过螺栓固定；然后安装右盖4，右盖4的中部设有一轴承座孔37安装上轴承30，轴承30的内圈孔与固定轴1上的轴承安装台阶2过盈配合；由于内转子9的磁轭一20与右盖4一体成型，安装右盖4时使内转子9进入到定子铁芯10的内圈，磁轭一20外圈的磁铁一21与定子铁芯10的内爪极13之间留设有间隙；右盖4外侧设有刹车鼓27，也可使用碟刹替换；右盖4安装好后，将外转子16的磁轭二24压入轮胎圈内，将外转子16套设在定子铁芯10的外圈；由于右盖4内圈设有安装定位环一28，安装定位环一28卡入磁轭二24的内侧，起到限位作用，并使得磁铁二25与定子铁芯10的外爪极11之间留设出间隙；右盖4边缘处开设的安装孔四23与外转子16的磁轭二24上开设的安装孔五26位置对应并通过螺栓固定；外转子16与右盖4固定好之后，再将左盖3安装在固定轴1上；左盖3中部也设有一轴承座孔37装上轴承30，轴承30的内圈孔与固定轴1上的轴承安装台阶2过盈配合，并且左盖3和右盖4中部安装的轴承30外侧均设有一水封5；左盖3内侧的安装定位环二29卡入磁轭二24的内侧，同时左盖3上开设的安装孔三22与外转子16的磁轭二24上的安装孔五26位置对应并通过螺栓固定。
需要说明的是，定子铁芯10优选硅钢片或软磁材料加工而成，定子铁芯10的外爪极11与内爪极13一一对应；线圈绕在外爪极11上，位于相邻外爪极11之间的容置槽14内；线圈与外爪极11之间通过绝缘材料隔开，如绝缘油、绝缘纸、绝缘胶板等；3个霍尔传感器分别位于不同位置的霍尔传感器槽33内并通过线缆连接外部的控制器，当霍尔传感器检测到极性变化时会发出信号，控制器接收到信号后控制驱动电路进行三相电流的切换，以便改变流入线圈的电流方向。固定轴1上开设有穿线孔一17和穿线孔二18，线缆从穿线孔一17穿入并从穿线孔二18穿出，然后经线圈座7上的穿线孔三31和线缆固定孔19连接线圈和霍尔传感器，用扎带或者卡扣把线缆固牢在线缆固定孔19上。当电动机通电工作时，内转子9和外转子16同步转动，磁力线通过定子铁芯10的外爪极11之间的连接块12，可以加强线圈磁场，有利于提高电动机功率。实际使用中，连接块12在外爪极11两侧相连，即使外爪极11与内爪极13之间不设间隙，同样也具有提高电动机功率的效果。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (5)
1.共线圈双转子永磁电动机，其特征在于，包括：
固定轴，其中部设有轴承安装台阶；所述轴承安装台阶的两端分别通过轴承连接有一左盖和一右盖；所述左盖与所述右盖的中部均开设有安装所述轴承的轴承座孔；2个所述轴承外侧均设有水封；所述轴承安装台阶中部还设有线圈座安装台阶；所述固定轴两端各设有一轴颈，所述轴颈直径小于所述固定轴的直径；所述轴颈表面还设有螺丝牙；
线圈座，其中部开设安装孔，所述安装孔与所述线圈座安装台阶过盈配合；所述线圈座外圈一体成型有安装定位环三，所述安装定位环三上开设有多个安装孔一；
内转子，设置在所述左盖和所述右盖之间，并与所述右盖一体成型；
定子铁芯，套设在所述内转子上，包括外爪极、连接块和内爪极；所述外爪极上绕有线圈，相邻的2个外爪极之间留设有容置槽；每个所述外爪极上均开设有1个安装孔二，所述安装孔二与所述安装孔一位置对应并与通过螺栓使所述外爪极与所述线圈座固定；所述外爪极上还开设有霍尔传感器槽；所述连接块连接相邻的2个所述外爪极；所述内爪极与所述外爪极一体成型，其两侧均与所述连接块之间留设有间隙；
霍尔传感器，在所述定子铁芯上设有3个并分别位于不同位置的所述霍尔传感器槽内；
外转子，套设在所述定子线圈上，其外圈连接有轮胎圈；所述外转子通过螺栓分别与所述左盖和所述右盖固定连接。
2.根据权利要求1所述的共线圈双转子永磁电动机，其特征在于，所述固定轴上还开设有相互连通的穿线孔一和穿线孔二，所述穿线孔二位于所述线圈安装台阶和所述轴承安装台阶的连接处；所述线圈座上开设有与所述穿线孔二位置对应的穿线孔三；所述线圈座上还设有线缆固定孔。
3.根据权利要求1所述的共线圈双转子永磁电动机，其特征在于，所述内转子包括磁轭一和磁铁一；所述磁轭一与所述右盖一体成型，其上开设多个磁体安装孔；所述磁铁一设置在所述磁轭一的外圈，通过强力胶粘接和螺丝固定；所述磁铁一与所述内爪极之间留设有间隙。
4.根据权利要求1所述的共线圈双转子永磁电动机，其特征在于，所述左盖上开设多个安装孔三，所述右盖上开设多个安装孔四；所述外转子包括磁轭二和磁铁二；所述磁轭二上开设有安装孔五，所述安装孔五与所述安装孔三和所述安装孔四的位置均对应并分别通过螺栓与所述左盖和所述右盖连接固定；所述磁铁二设置在所述磁轭二的内圈，通过强力胶粘接固定；所述磁铁二比所述磁轭二短，并与所述外爪极之间留设有间隙。
5.根据权利要求4所述的共线圈双转子永磁电动机，其特征在于，所述右盖外侧设有刹车鼓，其内侧设有安装定位环一；所述安装定位环一的外圈卡入所述磁轭二的内侧；所述左盖内侧还设有安装定位环二，所述安装定位环二卡入所述磁轭二的内侧。
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