CN115668691A - 用于改装混合动力推进系统的分体式电机 - Google Patents

Abstract

一种装置包括第一转子段和第二转子段，其中第一转子段和第二转子段配置成围绕轴而直接耦接在一起，以形成整体式转子的至少一部分。所述装置还包括第一定子段和第二定子段，其中第一定子段和第二定子段被配置成直接耦接在一起，以形成整体式定子的至少一部分。

Description

用于改装混合动力推进系统的分体式电机

相关申请的交叉参考

本申请是非临时申请，要求享有于2020年5月22日提交的名称为“用于改装混合动力推进系统的分体式永磁电机”的第63/029,089号美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及改装混合动力推进系统，更具体地说，涉及一种用于为海洋船舶改装混合动力推进系统的分体式永磁电机。

背景技术

混合动力技术开始越来越被海运业所接受，作为一种减少与执行船舶的工业海运任务相关的燃料消耗和排放的方法。

船舶对混合动力技术的适合性主要取决于其占空比和操作曲线。例如，通常非常适合于混合动力推进的应用是其中船舶设计基于很宽的动力需求范围但是预计在很多时间将处于低动力状态的应用。可能与这种曲线匹配的船舶包括巡逻船、拖船、工作船、海上补给船(OSV)、平台补给船(PSV)、领航船、研究船、渔船、航标船、破冰船、海军舰船以及更多的船舶。

在考虑建造新的船舶时，可以认为将混合动力技术的应用整合到船舶设计中并不困难，并且额外的资本开支可以被预期的未来节省(例如燃料费用)抵消。将在今后30年内作业的大多数船舶已经建造完成，除了极少数率先采用混合动力技术的船舶之外，这些现有船舶都配备有常规动力系统。

发明内容

以下介绍内容向读者介绍将在后文中更详细论述的内容。该介绍并非意图限制或限定任何要求保护或尚未要求保护的发明。一项或更多项发明可能存在于在本文的任何部分中所公开的元件或过程步骤的任何组合或子组合中。

对于具有支持混合动力设计的操作曲线的现有船舶来说，有很大的混合动力改装机会。在世界范围内仅有少数成功地将现有船舶转换为混合动力系统的例子。其中一部分原因是由于存在与任何船舶转换相关的挑战。此外，将电动机整合到常规推进机械传动系中的推进轴系改装目前是一种破坏性的且费用高昂的工作。相关的船舶收入损失和改装成本通常会使混合动力转换失去商业价值。常规的电动机设计阻碍了在不破坏轴系的情况下将电动机装配到推进系统中。

在本文所公开的系统中，分体式永磁电机设计可以装配到现有的推进轴系上，而无需破坏或修改现有的轴。这能够减少用混合动力系统改装现有船舶的安装时间和/或成本。例如，分体式永磁电机可以是模块化和/或可扩展的，以便于其安装在多种类型的船舶中。

这样的分体式永磁电机能够有助于实现环境效益，这可以通过使现有船舶的混合动力改装在商业上可行来实现。这有可能显著减少与在加拿大和世界各地的海洋作业相关的环境影响。

在本文所公开的系统中，永磁电机具有以至少两件的形式实现的中空转子，使得该转子能够围绕海洋船舶的现有推进轴布置并耦接至该推进轴，而无需拆卸和/或分解所述推进轴。所述永磁电机还具有以至少两件的形式实现的定子，使得该定子能够围绕转子布置，而无需拆卸和/或分解所述推进轴。

本领域技术人员应当理解，本文中公开的方法或装置可能体现本文所包含的特征中的任何一种或更多种，并且这些特征可以按任何特定组合或子组合的方式使用。

下面将更详细地说明各种实施例的这些方面和特征以及其它方面和特征。

附图说明

为了更好地理解所述的实施例并更清晰地表明它们产生作用的方式，下面将参照附图通过示例进行说明。在附图中：

图1是根据一个实施例的电机的分解透视示意图；

图2是图1的电机的横截面图；

图3是根据一个实施例的电机的透视图，该电机通过电动机安装架耦接至现有的推进轴；

图4是图3的转子、定子和电动机安装架的等轴视图；

图5是图3的转子、定子、定子壳体和电动机安装架的等轴视图；

图6是图3的转子、定子、定子壳体、电动机安装架和保持环的等轴视图；

图7是图4的转子、定子和电动机安装架的侧视图；

图8是根据一个实施例的电机的分解等轴视图，该电机通过定子毂环耦接至现有的推进轴；

图9是图8的转子、定子和轴适配器的等轴视图；

图10是图8的转子、定子、定子壳体和轴适配器的等轴视图；

图11是图8的转子、定子、定子壳体和花键轴承的等轴视图；

图12是图8的电机耦接至现有的推进轴时的等轴视图；

图13是图12的电机的侧视图；

图14是根据一个实施例的混合动力推进系统的示意图；

图15是根据一个实施例的围绕轴的转子轴环段的视图；

图16是根据一个实施例的作为转子轴环的图15的转子轴环段的视图；

图17是根据一个实施例的围绕图16的转子轴环的转子段的视图；

图18是根据一个实施例的作为转子的图16的转子段的视图；

图19是根据一个实施例的图18的转子的端板的视图；

图20是根据一个实施例的转子组件的视图；

图21是根据一个实施例的与图20的转子组件结合的轴承的视图；

图22是根据一个实施例的作为轴承组件的图21的轴承的视图；

图23是根据一个实施例的与图20的转子组件结合的定子的视图；

图24是根据一个实施例的与图20的转子组件结合的流体外套的视图；

图25是根据一个实施例的与图20的转子组件结合的壳体的视图；

图26是根据一个实施例的图25的壳体的端板的视图；

图27是根据一个实施例的与框架结合的电动机组件的视图；以及

图28是根据一个实施例的与图27的电动机组件结合的安装元件的视图。

在本文中包含的附图用于示出根据本说明书的教导的物品、方法和装置的各种实例，但并非意图以任何方式限制所教导的内容的范围。

具体实施方式

下面说明各种装置、方法和组成，以提供每项要求保护的发明的实施例的实例。下面说明的实施例都不限制任何要求保护的发明，并且任何要求保护的发明可以涵盖与下文所述的装置和方法不同的装置和方法。要求保护的发明不限于具有下面说明的任何一种装置、方法或组成的所有特征或下面说明的多个或所有装置、方法或组成的共有特征的装置、方法和组成。下面说明的装置、方法或组成有可能不是任何要求保护的发明的实施例。在本文中未要求保护的下述装置、方法或组成中公开的任何发明可以是另一种保护性仪器(例如继续专利申请)的主题，并且本申请人、发明人和/或拥有人不打算通过本文中的公开而抛弃、放弃任何此类发明或将其献给公众。

此外，应当理解，为了保证说明的简洁性和清晰性，在认为合适的情况下，可以在附图中重复使用附图标记以指示对应或类似的元件。另外，在本文中阐述了大量具体细节，以便透彻理解本文所述的示例性实施例。但是，本领域普通技术人员应当理解，能够实施本文所述的示例性实施例而无需这些具体细节。在其它情况下，未详细说明公知的方法、过程和部件，以免使本文所述的示例性实施例变得模糊。而且，这些说明不应被视为限制本文所述的示例性实施例的范围。

虽然本文所公开的装置和方法是结合海上船舶具体说明的、并且与海上船舶结合使用，但是应当理解，所述装置和方法可以替换地与其它类型的交通工具结合使用。

图1和图2示出了永磁电机的一个示意性实例，该永磁电机一般以附图标记100表示。所述电机包括定子140和位于定子的内部的中空转子120，该转子可由定子驱动。可以向一个或更多个定子绕组提供电力，以引起转子相对于定子的旋转。

定子140包括多个绕组(未示出)，这些绕组可以由铜、铜合金或其它适当的材料制成。定子绕组可以被布置成任何适当的配置。例如，所述绕组可以被布置成一组多相多极定子绕组。定子绕组可以被连接为星形或三角形配置。

转子120包括多个磁体(未示出)，例如钕(NdFeB)磁体。转子磁体可以被布置成任何适当的配置。例如，转子磁体可以按Halbach配置(海尔贝克配置)极化。在一个或更多个替代实施例中，可以使用其它配置(例如平行配置、径向配置)。

用于电机的电力控制电子装置(未示出)可以设置在任何适当的位置。例如，电力控制电子装置可以设置在定子壳体160内。

电机100优选地包括定子外壳160，该定子外壳160可以替换地表征为定子壳体160。在所示的实例中，定子外壳160包括围绕定子140同心地布置的环形壳体。

图3至7示出了“分体式”电机100的一个示意性实例。在这个实例中，设有两个转子段120a、120b，它们在被耦接在一起时形成转子120。虽然示出了两个转子段，但是应当理解，在替代实施例中可以设置三个或更多个转子段。

通过从两个或更多个转子段来组装所述转子120，可以将转子120围绕现有的推进轴10(例如船舶的驱动轴)布置，而无需分解和/或拆卸所述轴10。

在图3所示的实例中，设有两个定子段140a、140b，它们在被耦接在一起时形成定子140。此外，设有两个壳体段160a、160b，它们在被耦接在一起时形成壳体160。虽然示出了两个定子段和两个壳体段，但是应当理解，在替代实施例中可以提供三个或更多个定子段和/或壳体段。

此外，在图3中，设有相同数量的转子段、定子段和壳体段(即，每种两个)，但是应当理解，不一定必须是这种情况。例如，可以设置四个转子段来形成转子120，并且可以设置六个定子段来形成定子140。

为了便于永磁电机100的“分体”，定子140优选是按多个平行路径缠绕的，以减少、最大限度地减少或避免不平衡磁拉力(UMP)的影响，例如振动、声学噪声和变形。附加地或替换地，所述定子绕组可以被配置成在分体期间保持对称。

在所示的实例中，转子120被经由花键联轴器耦接至轴10。具体而言，一对外花键轴适配器113a、113b围绕轴10布置，并且可以利用任何适当的方法固定至所述轴。一对内花键轴适配器115a、115b围绕所述轴适配器113a、113b布置，并且可以利用任何适当的方法固定至所述轴，例如经由分体式轴承保持环232a、232b和234a、234b来固定。两件式转子毂环110a、110b围绕轴适配器115a、115b布置，并与所述轴适配器115a、115b接合。转子段120a、120b被固定至转子毂环110a、110b。

这种布置形式可以具有一个或更多个优点。例如，为了适应具有一定范围的可能直径的轴10，可以将一些部件(例如轴适配器113、115)制造成具有用于特定船舶的“定制”尺寸，而具有“标准”尺寸的其它部件(例如电机100、转子毂环110)可以用于两种或更多种尺寸的轴10。

如图所示，可以将转子毂环110a、110b的中心臂插入到在轴适配器115a、115b的外表面上的凹槽中。这能够允许传递旋转扭矩，同时还允许所述推进轴10的一些轴向运动/游隙。

在所示的实例中，前保持环222a、222b和后保持环224a、224b被设置成将电机100轴向固定和/或定位到轴10上。

在图3至图7所示的实例中，电机100的定子140被经由环形电机安装架固定至船舶。在所示的实例中，使用了两件式电机安装架210a、210b以将电机100的定子固定至船舶。虽然示出了两个电机安装架段，但是应当理解，在替代实施例中可以设置三段或更多段。

优选地，在电机安装架与船体之间设有柔性连接，以便在向船舶船体(直接或间接地)传递相反的全转子扭矩的同时减少并优选地最大限度地减小向电动机组件施加的不平衡反作用力。

图3至图7示出了“分体式”电机100的另一个示意性实例。在此实例中，定子140经由一对两件式定子毂环312a、312b和314a、314b耦接至轴10。虽然示出了总共四个定子毂环段，但是应当理解，在替代实施例中可以设置五段或更多段。

在所示的实例中，每个定子毂环312、314经由花键联轴器和轴承耦接至轴10。具体而言，一对外花键轴适配器332a、332b围绕轴10布置，并且可以使用任何适当的方法固定至所述轴。一对内花键轴承322a、322b围绕轴适配器332a、332b布置，以允许每个定子毂环312、314相对于轴10旋转。定子毂环312、314可以直接地或间接地(例如经由定子壳体160)彼此耦接，并且使用任何适当的方法固定至定子140。

这种布置形式可以具有一个或更多个优点。例如，轴10可以承受电机100的一些或全部静态重量，这可以为将定子毂环312、314连接至船舶的内部提供更高的灵活性。例如，这种连接可能只需要抵抗由电机100产生的扭矩。附加地或替换地，支撑定子的轴承可以通过一个或更多个支架(未示出)附接至所述船舶的船体，以提供抵抗反作用扭矩的额外支撑。

如上文所述，电机100的定子140和转子120可以作为电动机运行，在该电动机中施加电力以在转子120上产生机械扭矩。

替换地，电机100的定子和转子可以作为发电机运行。例如，可以操作定子140以产生抵抗转子120的旋转的阻力。这会导致轴10提供的净推力减小，从而导致船舶的速度降低。这还会导致产生电能，该电能可以用于例如向在船舶上的一个或更多个系统或部件(例如电化学电池或其它工作载荷)提供能量。

图14示出了混合动力推进系统的一种示意性的示例性配置。在所示的实例中，75千瓦分体式电机布置在位于750千瓦机械发动机与推进器之间的驱动轴上，用于推进船舶。

如上文所述，电机100的分体式设计可以装配到现有的推进轴系上，而无需破坏或修改现有的轴。也就是说，在典型情况下，改装船舶的电动机意味着在现有轴10的第一位置和第二位置处移除现有轴的一段，通过将电机自己的轴布置在位于所述第一位置与第二位置之间的区域中来安装所述电机，并且在所述第一位置和第二位置处经由联轴器将所安装的电机的轴耦接至现有轴10，以使安装的电机的轴的圆周与现有轴相匹配。这个过程成本高昂且耗时，因为它包括移除轴10本身的一部分。但是，利用在本文中说明的电机100允许以减少的安装时间和/或成本来使用混合动力系统改装现有船舶，因为混合动力系统例如是无齿轮的(这允许经由现有轴10直接连接至船舶的推进器)，并且因为它们是与现有轴10同轴地安装和实施的。

实际上，本文所述的电机100可以是模块化和/或可扩展的，以便于其安装在多种多样的船舶类型中，并且可以围绕具有不同圆周的现有推进轴10布置。如上文所述，一种允许将分体式电机耦接至轴的技术包括使用轴适配器。但是，能够想到允许将分体式电机耦接至各种侧轴10的其它技术。

图15示出了转子轴环段334和转子轴环段336，它们能够围绕轴10彼此直接耦接以形成图16的转子轴环338。如图所示，转子轴环段334和转子轴环段336包括多个孔口340，这些孔口与来自相应的转子轴环段334和转子轴环段336的导向件342(例如销或者用于接收诸如螺栓、螺钉、销等等紧固件的中空构件)对准，从而在转子轴环段334和转子轴环段336相互接触以形成转子轴环338时，所述孔口340和导向件342配合。应说明的是，能够想到转子轴环338的其它配置，例如具有带有贯穿其中的通杆的分体式凸缘。

如图16所示，转子轴环338沿周向环绕所述轴10。图16的转子轴环338还可以包括一个或更多个可用于接收诸如螺栓、螺钉、销等等紧固件的孔口344。在一些实施例中，孔口344可以沿着转子轴环338的面等距地间隔。类似地，转子轴环338可以具有大致圆柱形的形状。但是，在一些实施例中，转子轴环338的外部可以包括围绕转子轴环338的外部布置的一个或更多个对准构造346，所述对准构造346例如沿着转子轴环338的长度348布置。例如，所述一个或更多个对准构造346可以是凹槽或通道，所述凹槽或通道能够接收围绕转子轴环338布置的转子段的对准构造(例如突起或突出部)。

在一些实施例中，转子轴环338可以具有内圆周350，所述内圆周350的尺寸适于将转子轴环338直接耦接至轴10。内圆周350可以基于轴10的圆周而增大或减小(即，相匹配)。因此，在其中轴10具有第一直径和/或圆周的一些实施例中，转子轴环338的内圆周350被加工成与轴10的第一圆周和/或直径对应(例如相匹配)。类似地，在其中轴10具有尺寸大于第一圆周/直径的第二圆周/直径的其它实施例中，转子轴环338的内圆周350(和/或直径)被加工成与轴10的第二圆周/直径对应(例如相匹配)。这允许转子轴环338操作用于转子组件的间隔件，从而允许转子组件安装到分别具有各自的圆周的轴10上，以有利于电机100的可扩展性，从而有利于将电机100安装在具有不同圆周的现有推进轴10的各种船舶中。这种布置的优点还在于，为了适应具有一定范围的可能直径和圆周的轴10，可以将一些部件(例如转子轴环338)制造成具有用于特定船舶的“定制”尺寸，而将其它部件(例如转子、定子、壳体等)制造成具有可与两种或更多种尺寸的轴10结合使用的“标准”尺寸。

在其它实施例中，可以从耦接在一起的两个(或更多个)垫片段产生一个或更多个垫片或其它间隔件(例如中空圆柱形间隔件)。可以将所述一个或更多个垫片放置成与转子轴环段334和转子轴环段336的内圆周350直接接触，并且所述一个或更多个垫片也可以与所述轴直接接触。在转子轴环338被加工至比轴10的直径大的固定内径时，这允许转子轴环338与较小直径的轴10相匹配(从而提供与不同圆周/直径的轴10相匹配的具有固定内径或内圆周350的转子轴环338)。

图17示出了可以围绕轴10彼此耦接以形成图18的转子356的转子段352和转子段354。如图所示，转子段352和转子段354分别包括彼此直接接触以形成转子356的内面358。转子段352和转子段354还分别包括与转子轴环338直接接触并在周向上围绕转子轴环338的转子毂环360。转子356还包括多个磁体364，例如钕(NdFeB)磁体。所述多个磁体364可以在转子段352和转子段354中的每一个上围绕转子毂环360沿周向布置，从而在转子段352和转子段354直接耦接以形成转子356时，转子段352的所述多个磁体364中的至少一个磁体与转子段354的所述多个磁体364中的至少一个磁体相邻地布置，以形成由两个磁体366组成的一组磁体，这组磁体与由转子段352和转子段354中的每一个的两个磁体368组成的其它组磁体相匹配。通过这种方式，与上文中参照图3进行的说明类似，所述多个磁体364被布置成彼此相距共同的距离，而不论任何两个相邻的磁体中每个都在转子段352中、或每个都在转子段354中，还是一个相邻的磁体在转子段352中而第二个相邻的磁体在转子段354中。因此，转子段352和转子段354结合以形成整体式转子，作为转子356(例如，没有段内间隙的转子356)。

所述多个磁体364可以按多种取向布置，例如平面腹板取向、平面简单取向、U形取向、辐条磁体取向、V形腹板取向、V形简单取向或其它取向，可以选择这些取向来调节电机100的扭矩或其它性能特征。在一些实施例中，随着转子356旋转，所述多个磁体364被借助于叠片连桥而保持在围绕每个磁体的叠片中，该叠片连桥可以被设计成使得最大应力水平被降低到小于预定值，例如180兆帕。

另外如图18所示，转子356可以包括多个孔口370。这些孔口370与来自图19的端板段374和端板段376的导向件372(例如销或者用于接收诸如螺栓、螺钉、销等等紧固件的中空构件)对准，从而在端板段374和端板段376与转子段352和转子段354接触以形成图20的转子组件378时，孔口370和导向件372配合。图中还示出了与端板段374和端板段376对应的端板段380和端板段382。端板段380和端板段382包括孔口384以接收导向件372。在转子段352和转子段354被耦接至端板段374和端板段376时，端板段374和端板段376形成转子组件378的面373。类似地，在转子段352和转子段354被耦接至端板段380和端板段382时，端板段380和端板段382形成电机100的转子组件378的面383。

此外，如图21所示，结合成图22的轴承组件390的轴承386和轴承388可以与电机100结合使用。轴承386可以由轴承段392和轴承段394组成，这些轴承段可以经由一个或更多个紧固件(例如螺栓、螺钉、销等等)彼此固定。类似地，轴承388可以由轴承段396和轴承段398组成，这些轴承段可以经由一个或更多个紧固件(例如螺栓、螺钉、销等等)彼此固定。

在围绕轴10组装时，轴承386和轴承388可以沿着轴10布置在与电机100的转子组件378相距距离400处，如图22所示。该距离400可以基于电机的壳体和/或流体外套的尺寸来选择。在一些实施例中，轴承386和轴承388包括陶瓷滚柱以隔离轴承电流。此外，轴承386和轴承388可分别包括围绕轴承386和轴承388的外部布置的对准构造402，例如围绕轴承386和轴承388沿周向布置。对准构造402可以是能够接收电机100的壳体的端板的凹槽或通道。

图23示出了由定子段406和408组成的定子404，定子段406和408在直接耦接在一起时形成定子404。定子404和转子组件378结合形成电机100。定子404类似于上述定子140，并且定子404包括多个绕组410，所述绕组可以由铜、铜合金或其它适当材料制成。定子绕组410可以被布置成任何适当的配置。例如，定子绕组410可以被布置为一组多相多极定子绕组。定子绕组410可以被连接为星形或三角形配置。在一些实施例中，定子段406和408在接合时产生平衡多相源(即，平衡多相系统)。

此外，与上文中参照图3做出的说明类似，多个定子绕组410被布置成彼此相距共同的距离，而不论任何两个相邻的定子绕组410中每个都在定子段406中或每个都在定子段408中，还是一个相邻的定子绕组410在定子段406中而第二个相邻的定子绕组410在定子段408中。在一些实施例中，定子绕组410和定子404在分体期间保持对称。类似地，在定子段406和定子段408彼此直接耦接时，定子404包括整体式定子(例如没有段内间隙的定子404)。图24示出了可以围绕定子404布置的流体外套412。如图所示，流体外套412由流体外套段414和流体外套段416组成，所述流体外套段在连接在一起时形成流体外套412。如图所示，流体外套段416包括多个孔口418，这些孔口418与来自相应流体外套段414的导向件420(例如销或者用于接收诸如螺栓、螺钉、销等等紧固件的中空部件)对准，从而在流体外套段414和流体外套段416相互接触以形成图23的流体外套412时，孔口418和导向件420配合。应说明的是，流体外套412代表作为定子404的冷却系统的液体冷却系统的一个实施例，但是，也能够想到定子404的冷却系统的其它配置(例如空气、液体或流体冷却系统)。例如，空气冷却系统可以包括被操作用于压缩空气的集成风扇，并且例如可以包括耦接至轴10的风扇，以利用轴10的旋转来推动风扇以压缩被供应至定子404的空气，以冷却定子404。

流体外套段414和流体外套段416各自包括在流体外套段414和流体外套段416耦接时沿周向围绕定子404布置的面(例如内面)。流体外套段414和流体外套段416还各自包括围绕流体外套段414和流体外套段416的上述内面沿周向布置的面422(例如外面)。用于每个流体外套段414和流体外套段416的面422包括一个或更多个冷却通道424。所述一个或更多个冷却通道424可以为定子404提供改进的热量管理，并且可以操作以使流体通过流体外套段414和流体外套段416的面422，以作为热交换器操作以冷却定子404。类似地，凹槽或通道426可以围绕所述一个或更多个冷却通道424，以与围绕在其外圆周中加工出的一个或更多个冷却通道的壳体段的突起接口，从而所述壳体段的一个或更多个冷却通道与所述流体外套412的所述一个或更多个冷却通道424相匹配。此外，可以在流体外套412的每一端设置垫圈，在所述壳体段彼此耦接时，该垫圈被壳体压缩。

图25示出了包括上述壳体段430和壳体段432的壳体428的一个实例。如图所示，壳体428包括入口434和出口436，由此入口434将处于第一温度的液体(例如水等)作为流体输送到由壳体428和流体外套412限定的一个或更多个冷却通道424中，并且出口436移除处于比第一温度高的第二温度的液体，以从定子404去除热量。如图所示，流体外套段416包括多个孔口418，这些孔口418与来自相应流体外套段414的导向件420(例如销或者用于接收诸如螺栓、螺钉、销等等紧固件的中空部件)对准，从而在流体外套段414和流体外套段416相互接触以形成图23的流体外套412时，孔口418和导向件420配合。

另外如图25所示，壳体428可以包括多个孔口438。这些孔口438与来自图26的端板段442和端板段444的导向件440(例如销或者用于接收诸如螺栓、螺钉、销等等紧固件的中空构件)对准，从而在端板段442和端板段444与壳体段430和壳体段432接触时，孔口438和导向件440配合。图中还示出了端板段446和端板段448。端板段446和端板段448也包括导向件440，在端板段446和端板段448与壳体段430和壳体段432接触时，该导向件440与之配合。在耦接后，端板段442、端板段444、端板段446和端板段448构成壳体428。此外，如前文所述，端板段442和端板段444可以组合以形成端板，所述端板具有围绕轴承386的凹槽或通道布置的内圆周。类似地，端板段446和端板段448可以组合以形成端板，所述端板具有围绕轴承388的凹槽或通道布置的内圆周。

图27示出了包括电机100、壳体428和轴承组件390的电动机组件450。此外，如图27所示，可以在电动机组件450之下布置框架452，并且壳体428的一个或更多个紧固件可以将电动机组件450耦接至框架452。电动机组件450可以结合许多不同的船舶来设计和实施，例如作为75千瓦、400千瓦、1兆瓦的电动机或其它输出的电动机。通过这种方式，电动机组件450可以具有用于与各种船舶结合使用的不同尺寸和/或输出，并且每个电动机组件450可以适应与上述说明相符的轴的直径/圆周范围。此外，虽然提供了相同数量的转子轴环段334和转子轴环段336、转子段352和转子段354、轴承段392和轴承段394、轴承段396和轴承段398、定子段406和定子段408、流体外套段414和流体外套段416、壳体段430和432(即，每种两个)，但是应当理解这不是必须的。例如，可以设置四个转子段来形成转子356，并且可以设置六个定子段来形成定子404。此外，电动机组件450可以使用各种电动机来实施，例如感应电动机、永磁电动机、或磁阻电动机(例如具有(直接或通过垫片)耦接至轴10的定子的电动机，其中转子围绕定子布置)，每种电动机都可以是按本文所述的方式分体的(即，分体式)，以实现本文所述的围绕现有的轴10安装的效果。

此外，如图28所示，框架452可以耦接至支腿454和/或支脚456，或者可以包括支腿454和/或支脚456。支腿454和/或支脚456可以操作以支撑电动机组件450的重量。在一些实施例中，支脚456可以直接耦接至所述船舶的船体。在其它实施例中，船体连接点可以连接至船舶的船体，并且支脚456通过一个或更多个紧固件458(例如螺栓等等)连接至船体连接点。在一些实施例中，可以在支脚456与船体之间或在支脚456与船体连接点之间布置一个或更多个电动机安装架以衰减振动，即，将轴10的振动与船体隔离和/或相反。

图29示出了围绕现有轴10组装电动机及其相关部件的方法460的一个实施例。在步骤462中，将转子轴环338围绕船舶的现有轴10组装，例如如图15和16所示以及如上文所述。在步骤464中，将转子356和转子组件378围绕船舶的现有轴10组装，例如如图17、18、19和20所示以及如上文所述。在步骤466中，将轴承组件390围绕船舶的现有轴10组装，例如如图21和22所示以及如上文所述。在步骤468中，将定子404围绕船舶的现有轴10组装，例如如图23所示和如上文所述。在步骤470中，将可以包括流体外套412的壳体428围绕船舶的现有轴10组装，例如如图24、25和26所示以及如上文所述。最后，在步骤472中，将电动机组件450围绕船舶的现有轴10安装到船舶上，例如如图27和28所示以及如上文所述。应说明的是，上述步骤462、464、466、468、470和472中的一个或更多个可以按与上文所列的顺序不同的顺序进行。

在本文中所用的用语“和/或”旨在表示包含性的“或者”。也就是说，例如“X和/或Y”旨在表示X或Y或者两者。作为另一个例子，“X、Y和/或Z”旨在表示X或Y或Z或者它们的任何组合。

虽然上文的说明描述了示例性实施例的特征，但是应当理解，很容易对所描述的实施例的某些特征和/或功能进行修改，而不会脱离所描述的实施例的操作的精神和原理。例如，借助于所示的实施例或实例描述的各种特性可以有选择性地彼此组合。因此，以上说明的内容旨在示例性地说明概念，而不是限制性的。本领域技术人员应当理解，能够做出其它变化和修改，而不会脱离本发明的范围。本发明的范围不应被优选实施例和实例所限制，而是应被给予与说明书整体一致的最广泛的解释。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

第一转子段；

第二转子段，其中，所述第一转子段和所述第二转子段被配置成围绕轴直接耦接在一起，以形成整体式转子的至少一部分；

第一定子段；以及

第二定子段，其中所述第一定子段和所述第二定子段被配置成围绕所述轴直接耦接在一起，其中所述第一定子段和所述第二定子段在直接耦接在一起时形成整体式定子的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的装置，包括第一转子轴环段，该第一转子轴环段耦接至第二转子轴环，以形成转子轴环的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述转子轴环被配置成将所述转子轴环直接耦接至所述轴。

4.根据权利要求2所述的装置，包括垫片，其中所述垫片被配置成将所述转子轴环耦接至所述轴。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述转子轴环被配置成直接耦接至所述整体式转子。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述转子轴环包括第一对准构造，所述整体式转子包括第二对准构造，其中所述第一对准构造被配置成与所述第二对准构造接口。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一定子段和所述第二定子段在直接耦接在一起时形成平衡多相源的至少一部分。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一转子段包括第一多个磁体，其中所述第二转子段包括第二多个磁体，其中所述第一定子段包括第一多个绕组，其中所述第二定子段包括第二多个绕组，其中所述整体式转子是围绕整体式转子布置的。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述整体式转子包括埋在所述整体式转子的至少一个表面内或布置在所述整体式转子的至少一个表面上的多个磁体。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述整体式转子围绕所述整体式定子布置为磁阻电机的一部分。

11.根据权利要求1所述的装置，包括用于封闭所述整体式转子和整体式定子的壳体以及包括轴承的轴承组件，其中所述壳体包括被配置成与所述轴承直接接触的端板。

12.根据权利要求1所述的装置，包括被配置成在操作期间冷却所述整体式定子的冷却系统。

13.一种方法，包括：

围绕船舶的轴布置第一转子轴环段；

围绕所述船舶的所述轴布置第二转子轴环段；

将所述第一转子轴环段直接耦接至所述第二转子轴环段，以形成围绕所述船舶的所述轴的转子轴环的至少一部分；

围绕所述转子轴环布置第一转子段；

围绕所述转子轴环布置第二转子段；并且

将所述第一转子段直接耦接至所述第二转子轴环段，以形成围绕所述转子轴环布置的转子的至少一部分。

14.根据权利要求13所述的方法，包括：

在围绕所述船舶的所述轴布置第一转子轴环段时，将第一转子轴环段直接布置在所述船舶的所述轴上；并且

在围绕所述船舶的所述轴布置第二转子轴环段时，将第二转子轴环段直接布置在所述船舶的所述轴上。

15.根据权利要求13所述的方法，包括：

将垫片直接耦接至所述船舶的所述轴；

在围绕所述船舶的所述轴布置第一转子轴环段时，将所述垫片直接耦接至所述第一转子轴环段；并且

在围绕所述船舶的所述轴布置第二转子轴环段时，将所述垫片直接耦接至所述第二转子轴环段。

16.根据权利要求13所述的方法，包括：

围绕所述转子布置第一定子段；

围绕所述转子布置第二定子段；并且

将所述第一定子段直接耦接至所述第二定子段，以形成定子的至少一部分。

17.根据权利要求16所述的方法，包括围绕所述定子布置壳体，以形成电动机组件。

18.根据权利要求17所述的方法，包括将所述电动机组件安装在所述船舶的船体上。

19.一种装置，包括：

转子轴环，所述转子轴环在操作时与船舶的轴接触，其中所述转子轴环包括第一转子轴环段，所述第一转子轴环段直接耦接至第二转子轴环段；

转子，所述转子在操作时与所述转子轴环直接接触并环绕所述转子轴环，其中所述转子包括第一转子段，所述第一转子段包括直接耦接至第二转子段，所述第二转子段包括；以及

定子，所述定子在操作时围绕所述转子布置，其中所述定子包括第一定子段，所述第一定子段直接耦接至第二定子段。

20.根据权利要求19所述的装置，包括垫片，其中所述转子轴环在操作时经由所述垫片与所述船舶的所述轴接触。

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