專利名稱：一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電機(jī)，特別涉及一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子電機(jī)。該電機(jī)是一種特種電機(jī)，特別適合于同時(shí)拖動(dòng)兩個(gè)不同的機(jī)械負(fù)載作異向(同速或不同速)旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其定子采用環(huán)型繞組且沿兩個(gè)氣隙圓周繞組排列的相序和極數(shù)均相同，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在內(nèi)外氣隙中以相等的同步速同向旋轉(zhuǎn)，因此內(nèi)外兩個(gè)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩只能以相同的速度拖動(dòng)同一負(fù)載同向旋轉(zhuǎn)，不能使內(nèi)外轉(zhuǎn)子產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩而同時(shí)拖動(dòng)兩個(gè)機(jī)械負(fù)載異向(同速或不同速)運(yùn)行；現(xiàn)有內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子為鼠籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，是一種感應(yīng)電機(jī)，其效率和功率因數(shù)較低，其內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子在機(jī)械上牢牢固定于同一轉(zhuǎn)軸上，同時(shí)拖動(dòng)一個(gè)機(jī)械負(fù)載同向同速旋轉(zhuǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是要提供一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子能夠異向旋轉(zhuǎn)的同步(或異步)電機(jī)。其中定子內(nèi)外圓周分別均勻開槽以嵌放定子繞組，該電機(jī)的定子繞組既可采用一套環(huán)型繞組，以使內(nèi)外旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有相同的極數(shù)和同步速；亦可采用在內(nèi)外槽中分別嵌放兩套三相對(duì)稱繞組，然后串聯(lián)或并聯(lián)形成一套繞組的型式，以使得內(nèi)外氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)和同步速相同或不同；但無(wú)論采用何種繞組型式，定子內(nèi)外圓周槽中繞組排列的相序必須相反。在機(jī)械上，內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在實(shí)心軸上，外轉(zhuǎn)子固定在空心軸上，實(shí)心軸、空心軸和機(jī)座間均用軸承連接。上述內(nèi)容保證了內(nèi)外兩個(gè)轉(zhuǎn)子同時(shí)拖動(dòng)兩個(gè)不同機(jī)械負(fù)載以相同或不同的速度異向旋轉(zhuǎn)的基本需要。內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子可采用鼠籠型和永磁等結(jié)構(gòu)型式，以分別形成異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、異同步電動(dòng)機(jī)和同異步電動(dòng)機(jī)。空心軸和實(shí)心軸與負(fù)載聯(lián)接的軸伸端，既可在電機(jī)的同一側(cè)，亦可在不同側(cè)，以形成單端軸伸和雙端軸伸的結(jié)構(gòu)型式，滿足不同機(jī)械負(fù)載的需要。
本實(shí)用新型提供的電機(jī)包括定子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、實(shí)心軸、空心軸、端蓋、機(jī)殼等。其中實(shí)心軸和空心軸同心，實(shí)心軸左端由內(nèi)向外依次裝配有內(nèi)軸承、空心軸、外軸承和左端蓋，右端由內(nèi)向外依次裝配有軸承和右端蓋，實(shí)心軸中部沿垂直方向由內(nèi)向外依次裝配有內(nèi)轉(zhuǎn)子、定子、外轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子套和機(jī)殼，內(nèi)轉(zhuǎn)子固定于實(shí)心軸上，定子一端設(shè)有連接件，此件與右端蓋相連，外轉(zhuǎn)子套通過(guò)螺桿與固定在空心軸上之旋轉(zhuǎn)件相連，左端蓋、機(jī)殼、右端蓋、定子和連接件共同組成定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子及相應(yīng)的轉(zhuǎn)子套、旋轉(zhuǎn)件和空心軸共同組成外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子和實(shí)心軸共同組成內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，單端軸伸結(jié)構(gòu)中，左側(cè)處的實(shí)心軸長(zhǎng)于空心軸，右側(cè)軸承外裝有封閉的軸承蓋，雙端軸伸結(jié)構(gòu)中，左側(cè)處的實(shí)心軸短于空心軸，右側(cè)實(shí)心軸伸出軸承蓋，其中定子內(nèi)圓壁和外圓壁開有用于嵌放繞組線圈的槽，在內(nèi)外壁的槽內(nèi)放置環(huán)型繞組，或者嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組，無(wú)論采用何種繞組型式，定子內(nèi)外槽中的繞組沿圓周的排列相序相反，內(nèi)外轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定子嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組時(shí)，兩套繞組的極數(shù)可以相同也可不同，外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子均可采用籠型或各種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式。
本實(shí)用新型的有益效果是采用一套定子鐵心和定子繞組，當(dāng)其通入三相對(duì)稱交流電時(shí)，可以在內(nèi)外氣隙中同時(shí)產(chǎn)生速度相同或不同但異向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使得內(nèi)外轉(zhuǎn)子可以同時(shí)拖動(dòng)兩個(gè)不同的機(jī)械負(fù)載以相同或不同的轉(zhuǎn)速異向旋轉(zhuǎn)，一臺(tái)電機(jī)起動(dòng)了兩臺(tái)電機(jī)的作用，但結(jié)構(gòu)非常緊湊，取得了競(jìng)想不到的效果。


圖1為本實(shí)用新型電機(jī)單端軸伸結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型電機(jī)雙端軸伸結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型電機(jī)定子、內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子相互關(guān)系的斷面圖；圖4為本實(shí)用新型電機(jī)定子采用環(huán)型繞組端部連線示意圖；圖5為本實(shí)用新型籠型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型永磁外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型籠型內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1機(jī)殼，2實(shí)心軸，3空心軸，4內(nèi)轉(zhuǎn)子，5定子，6外轉(zhuǎn)子，7左端蓋，8右端蓋，9引接線，10軸承，11軸承蓋，12外轉(zhuǎn)子套。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型電機(jī)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)用新型電機(jī)包括內(nèi)轉(zhuǎn)子4、定子5、外轉(zhuǎn)子6、外轉(zhuǎn)子套12、實(shí)心軸2、空心軸3、軸承10、左端蓋7、右端蓋8、機(jī)殼1、引接線9等。其中單端軸伸結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，雙端軸伸結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。其中實(shí)心軸2和空心軸3同心，實(shí)心軸2左端由內(nèi)向外依次裝配有內(nèi)軸承10、空心軸3、外軸承10和左端蓋7，實(shí)心軸2右端由內(nèi)向外依次裝配有軸承10和右端蓋8，實(shí)心軸2中部沿垂直方向由內(nèi)向外依次裝配有內(nèi)轉(zhuǎn)子4、定子5、外轉(zhuǎn)子6、外轉(zhuǎn)子套12和機(jī)殼1，內(nèi)轉(zhuǎn)子4固定于實(shí)心軸3上，定子5一端設(shè)有連接件，此件與右端蓋8相連，外轉(zhuǎn)子套通過(guò)螺釘與固定在空心軸3上之旋轉(zhuǎn)件相連，左端蓋7、機(jī)殼1、右端蓋8、定子5和連接件共同組成定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子6及相應(yīng)的轉(zhuǎn)子套12、旋轉(zhuǎn)件和空心軸3共同組成外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子4和實(shí)心軸2共同組成內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，圖1所示單端軸伸結(jié)構(gòu)中，左側(cè)處的實(shí)心軸2長(zhǎng)于空心軸3，右側(cè)軸承外裝有封閉的軸承蓋11，圖2所示雙端軸伸結(jié)構(gòu)中，左側(cè)處的實(shí)心軸2短于空心軸3，右側(cè)實(shí)心軸3伸出軸承蓋8。
圖3為內(nèi)轉(zhuǎn)子、定子和外轉(zhuǎn)子相互關(guān)系的斷面圖。其中定子內(nèi)圓壁和外圓壁開有用于嵌放繞組線圈的槽，在內(nèi)外壁的槽內(nèi)即可采用圖4所示的一套環(huán)形三相對(duì)稱繞組，亦可采用在內(nèi)外槽中分別嵌放2套三相對(duì)稱繞組，然后串聯(lián)或并聯(lián)形成一套繞組的形式。無(wú)論采用何種繞組型式，定子內(nèi)外槽中的繞組沿圓周的排列相序相反，內(nèi)外轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定子嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組時(shí)，兩套繞組的極數(shù)可以相同也可不同。
當(dāng)定子采用環(huán)型繞組型式時(shí)，內(nèi)外氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)相同，這時(shí)內(nèi)外氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速相同但轉(zhuǎn)向相反，所以內(nèi)外轉(zhuǎn)子將以相同(永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))或基本相同(鼠籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))的速度異向旋轉(zhuǎn)；然而，當(dāng)定子采用在內(nèi)外槽中分別嵌放2套三相對(duì)稱繞組的形式時(shí)，可以設(shè)計(jì)成使得兩套繞組的極數(shù)不同，這時(shí)內(nèi)外氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速具有顯著的差別，所以內(nèi)外轉(zhuǎn)子將以明顯不同的速度異向旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型中的內(nèi)、外雙轉(zhuǎn)子既可采用鼠籠型結(jié)構(gòu)形式，如圖5和圖7所示，亦可采用各種永磁結(jié)構(gòu)形式，如圖6和圖8所示，以分別形成異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、異同步電動(dòng)機(jī)和同異步電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，包括定子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、實(shí)心軸、空心軸、軸承、端蓋、機(jī)殼，其特征在于所述實(shí)心軸和空心軸同心，實(shí)心軸左端由內(nèi)向外依次裝配有內(nèi)軸承、空心軸、外軸承和左端蓋，實(shí)心軸右端由內(nèi)向外依次裝配有軸承和右端蓋，實(shí)心軸中部沿垂直方向由內(nèi)向外依次裝配有內(nèi)轉(zhuǎn)子、定子、外轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子套和機(jī)殼，內(nèi)轉(zhuǎn)子固定于實(shí)心軸上，定子一端設(shè)有連接件，此件與右端蓋相連，外轉(zhuǎn)子套通過(guò)螺釘與固定在空心軸上之旋轉(zhuǎn)件相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)采用單端軸伸結(jié)構(gòu)或雙端軸伸結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，其特征在于所述單端軸伸結(jié)構(gòu)中，左側(cè)處的實(shí)心軸長(zhǎng)于空心軸，右側(cè)軸承外裝有封閉的軸承蓋。
4.如權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，其特征在于所述雙端軸伸結(jié)構(gòu)中，左側(cè)處的實(shí)心軸短于空心軸，右側(cè)實(shí)心軸伸出軸承蓋。
5.如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，其特征在于所述定子內(nèi)圓壁和外圓壁開有用于嵌放繞組線圈的槽，在內(nèi)外壁的槽內(nèi)放置環(huán)型繞組，或者嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組。
6.如權(quán)利要求1或5所述的一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，其特征在于所述定子內(nèi)外圓壁所嵌放的繞組沿圓周的排列相序相反。
7.如權(quán)利要求1或5所述的一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，其特征在于，當(dāng)定子嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組時(shí)，所述定子內(nèi)外圓壁所嵌放的繞組的極數(shù)可以相同或不同。
專利摘要一種內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)，包括定子、內(nèi)、外轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、軸承、端蓋、機(jī)殼。定子內(nèi)外圓壁開有槽，槽內(nèi)放置環(huán)型繞組，或者嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組，無(wú)論采用何種繞組型式，定子內(nèi)外槽中的繞組沿圓周的排列相序相反，內(nèi)外轉(zhuǎn)子異向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)定子嵌放串聯(lián)或并聯(lián)在一起的兩套三相對(duì)稱繞組時(shí)，兩套繞組的極數(shù)可以相同或不同。內(nèi)外轉(zhuǎn)子均可采用籠型或各種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式。該電機(jī)可以采用單端軸伸或雙端軸伸結(jié)構(gòu)。該電機(jī)采用一套定子鐵心和定子繞組，當(dāng)通入三相對(duì)稱交流電時(shí)，可以在內(nèi)外氣隙中同時(shí)產(chǎn)生速度相同或不同但異向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使得內(nèi)外轉(zhuǎn)子可以同時(shí)拖動(dòng)兩個(gè)不同的機(jī)械負(fù)載以相同或不同的轉(zhuǎn)速異向旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02K3/28GK2850122SQ200520092550
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者張鳳閣, 王鳳翔, 王正, 宗鳴, 孫廣貴 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)