一种复合型电动机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种复合型电动机，包括n个同轴布置的空心圆柱形转子结构和n-1个同轴布置的空心圆柱形定子结构，其中，n为大于等于2的整数，n个转子结构沿着垂直于轴心线的方向由内向外布置，每两个转子结构之间插接一个定子结构，最内侧的转子结构内设置一个轴承，且最内侧转子结构的内表面与轴承的外表面之间存在间隙；n个转子结构在同一端相互固定连接并形成一个转子端面，n-1个定子结构以及轴承在与转子端面相反的一端相互固定连接并形成一个定子端面。本实用新型专利技术与传统的单转子单定子结构的电动机相比可以充分利用电机的内部空间，克服磁拉力，减少漏磁，大幅度提高电动机的转矩密度和效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动机领域，尤其涉及一种复合型电动机。
技术介绍
高转矩密度和高效率是电机一直追求的两个最重要的指标，这两个技术的改进一直是电机领域研究中的重中之重。目前市面上常用的永磁同步电机已经是一款性能比较优异、符合市场发展有前途的电机，但却还是无法满足一些更高要求的需求，例如还不能达到磁场及电磁场的充分有效利用、超高转矩密度、更高效率、低体积、高负载下零启动和转堵等技术效果，因此针对上述问题，本技术提出了一种复合型电动机。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提供一种复合型电动机。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种复合型电动机，包括n个同轴布置的空心圆柱形转子结构和n-1个同轴布置的空心圆柱形定子结构，其中，n为大于等于2的整数，n个所述转子结构沿着垂直于轴心线的方向由内向外布置，每两个所述转子结构之间插接一个所述定子结构，最内侧的所述转子结构内设置一个轴承，且最内侧所述转子结构的内表面与所述轴承的外表面之间存在间隙；n个所述转子结构在同一端相互固定连接并形成一个转子端面，n-1个所述定子结构以及所述轴承在与所述转子端面相反的一端相互固定连接并形成一个定子端面。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步地，所述转子端面的外端面设置有一个驱动轴。进一步地，所述定子端面的外端面设置有一个固定轴。进一步地，所述转子端面和所述定子端面的直径均与最外侧所述转子结构的外直径相同。进一步地，所述定子端面内端面的边缘向内凸起形成一个包边。进一步地，最外侧的所述转子结构靠近所述定子端面的一端的外表面边缘形成一个与所述包边形状相契合的环形缺口。进一步地，所述轴承包括轴承主体和轴承端部，所述轴承端部位于所述轴承靠近所述转子端面的一端，所述轴承端部的直径大于所述轴承主体的直径。进一步地，最内侧所述转子结构内表面且靠近所述转子端面的一侧形成环形凹陷，所述环形凹陷的形状与所述轴承端部的形状相契合。进一步地，所述转子结构包括空心圆柱形的转子铁芯和永磁体，所述永磁体采用内置式、外置式或内置和外置混合的方式安装在所述转子铁芯上。进一步地，所述定子结构包括定子铁芯和定子绕组，所述定子绕组采用环形绕线的方式绕制于所述定子铁芯上。本技术的有益效果是：本技术的复合型电动机与传统的单转子单定子结构的电动机相比可以充分利用电机的内部空间，克服磁拉力，减少漏磁，大幅度提高电动机的转矩密度和效率。附图说明图1为本技术所述复合型电动机n为2时的截面结构图；图2为本技术所述复合型电动机n为3时的截面结构图；图3为n为3时的复合型电动机的运行原理图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、第一转子结构，2、第二转子结构，3、第三转子结构，4、第一定子结构，5、第二定子结构，6、轴承，7、转子端面，8、定子端面，9、驱动轴，10、固定轴，11、包边，12、环形缺口，13、轴承主体，14、轴承端部，15、环形凹陷。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。一种复合型电动机，包括n个同轴布置的空心圆柱形转子结构和n-1个同轴布置的空心圆柱形定子结构，其中，n为大于等于2的整数，n个转子结构沿着垂直于轴心线的方向由内向外布置，每两个转子结构之间插接一个定子结构，最内侧的转子结构内设置一个轴承，且最内侧所述转子结构的内表面与所述轴承的外表面之间存在间隙；n个转子结构在同一端相互固定连接并形成一个转子端面，n-1个定子结构以及轴承在与转子端面相反的一端相互固定连接并形成一个定子端面。转子结构包括空心圆柱形的转子铁芯和永磁体，永磁体可以采用内置式、外置式以及内置和外置混合的方式安装在转子铁芯上；内置式即将永磁体与转子铁芯的内表面连接设置，外置式即将永磁体与转子铁芯的外表面连接设置，混合式即将部分永磁体设置于转子铁芯的外表面，部分永磁体设置于转子铁芯的内表面；定子结构包括定子铁芯和定子绕组，定子绕组可以采用环形绕线的方式绕制于定子铁芯上，也可以采用普通电机的绕制方式。转子端面的外端面设置有一个驱动轴，驱动轴外接驱动装置当驱动轴转动时，会带动n个转子结构一起同步转动；定子端面的外端面设置有一个固定轴，可以将n-1个定子结构以及轴承进行固定。转子端面和定子端面的直径均与最外侧转子结构的外直径相同，且定子端面内端面的边缘向内凸起形成一个包边，相应的，最外侧转子结构靠近定子端面的一端的外表面边缘形成一个环形缺口，这样可以使整体的结构更加紧凑，节省电动机内部空间。轴承包括轴承主体和轴承端部，轴承端部位于轴承靠近转子端面的一端，轴承端部的直径大于轴承主体的直径。相应的，最内侧转子结构内表面且靠近转子端面的一侧形成环形凹陷，环形凹陷的形状与轴承端部的形状相契合，这样可以保证n-1个定子结构以及轴承形成的整体结构不会轻易的脱离n个转子结构形成的整体结构，使整体结构更加稳定。本技术的复合型电动机可根据实际需要具有多种拓扑结构设计。当相邻两个转子结构的永磁体的磁化方向相同或相反时，形成N-S和N-N两种不同形式的磁通环路。N-N型永磁体对相邻两个转子铁芯形成两个并联的磁通环路，而N-S型永磁体形成一个串联的磁通环路。对于恒定的电气和磁性负载，电动机输出转矩的大小和气隙表面积成正比。本技术的复合型电动机的独特结构使其体积只增大了一点，但气隙面积却增加的很多，两个转子结构的电动机的气隙面积就增大了近一倍，这是转矩密度得以提高的第一个原因；其次，对于外径大小相同的电机来说，本技术的电动机外气隙的直径比普通永磁电机气隙的直径大，在相同的表面电流和气隙磁通密度下，多转子结构的电动机外气隙中的转矩也比普通永磁电机的转矩大，这也是转矩密度得以提高的第二个原因；另一方面，与传统电机相比，多转子结构的电动机可采用环形绕线方式，定子铁芯的内外两面都得以利用，极大提高了定子铁芯的利用率；另外多转子结构电动机定子绕组的长度几乎不随电动机直径的增大而增大，因此通过优化电动机的定子结构内径和长度，可大大提高改进电动机的性能。图1为本技术所述复合型电动机n为2时的截面结构图。如图1所示，n为2时，转子结构有2个，从内到外依次为第一转子结构1和第二转子结构2，定子结构有1个，为第一定子结构4，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型电动机，其特征在于，包括n个同轴布置的空心圆柱形转子结构和n‑1个同轴布置的空心圆柱形定子结构，其中，n为大于等于2的整数，n个所述转子结构沿着垂直于轴心线的方向由内向外布置，每两个所述转子结构之间插接一个所述定子结构，最内侧的所述转子结构内设置一个轴承，且最内侧所述转子结构的内表面与所述轴承的外表面之间存在间隙；n个所述转子结构在同一端相互固定连接并形成一个转子端面，n‑1个所述定子结构以及所述轴承在与所述转子端面相反的一端相互固定连接并形成一个定子端面。

【技术特征摘要】
1.一种复合型电动机，其特征在于，包括n个同轴布置的空心圆柱形转子结构和n-1个同轴布置的空心圆柱形定子结构，其中，n为大于等于2的整数，n个所述转子结构沿着垂直于轴心线的方向由内向外布置，每两个所述转子结构之间插接一个所述定子结构，最内侧的所述转子结构内设置一个轴承，且最内侧所述转子结构的内表面与所述轴承的外表面之间存在间隙；
n个所述转子结构在同一端相互固定连接并形成一个转子端面，n-1个所述定子结构以及所述轴承在与所述转子端面相反的一端相互固定连接并形成一个定子端面。
2.根据权利要求1所述的复合型电动机，其特征在于，所述转子端面的外端面设置有一个驱动轴。
3.根据权利要求1所述的复合型电动机，其特征在于，所述定子端面的外端面设置有一个固定轴。
4.根据权利要求1所述的复合型电动机，其特征在于，所述转子端面和所述定子端面的直径均与最外侧所述转子结构的外直径相同。
5.根据权利要求1所述的复合型电动机，其特征在于，所述定子端面内端面的边...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜明，
申请(专利权)人：张喜明，
类型：新型
国别省市：天津;12