一种高效电机及其模具和组装方法技术

本发明专利技术公开了一种高效电机及其模具和组装方法，高效电机包括外壳、阶梯轴、定子总成以及转子总成。阶梯轴与外壳同轴设置，并转动安装在外壳内。定子总成设置在外壳内并相对外壳固定，阶梯轴穿过定子总成且相对定子总成转动。转子总成包括两个转子,且两个转子均安装在同一个阶梯轴上。两个转子分别与定子总成隔开一段间隙，并跟随阶梯轴相对定子总成转动。两个转子均具有永磁结构，定子总成具有电磁结构，且电磁结构通电后产生驱动两个转子同向转动的磁场。本发明专利技术可以让定子上面的电磁铁供电时每时每刻都能充分的利用磁能，将转化而成的机械能集中于一个输出轴上，实现对电能的超高效利用，从而提高了能源的转化率，节能高效。

【技术实现步骤摘要】
一种高效电机及其模具和组装方法
本专利技术涉及电机设备
的一种电机，尤其涉及一种高效电机及其模具和组装方法。
技术介绍
电机转子上面的励磁绕组相当于一个个独立的电磁铁，电动机的本质是通过电磁铁与另外一个电磁铁或永磁铁的相互作用而旋转的，通过实验发现电磁铁的磁能是无法在铁芯中实现远距离串联的，简而言之转子上面的相邻的两个电磁铁在做功时无法将磁能串联在一起，此时转子上面的每个电磁铁只有一个级靴能对转子上面的永磁铁产生引力和斥力，而另外一个级靴的磁能处于闲置状态，相当于大约有一半的能量没有得到充分的利用，这样的电动机在实际运用过程中，电机的实际转化效率只有理论上的百分之五十左右。因此，现有的电动机，其电能转换为机械能的实际转化效率比较低，理论上可能达到70-90％，实际上50％都不到。为了提升电动机的实际转化效率，一般的方式，如波浪电动机通过设置两个输出轴提高实际转化效率，然而其生产制造工艺复杂，间接地增加生产制造成本，同时它作为电动机使用时两个输出轴无法实现对机械能的集中利用。因此，需要设计一种高效电机，以提高实际转化效率。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术提供一种高效电机及其模具和组装方法，以缓解现有的电机中电能转换为机械能的实际转化效率比较低的问题。本专利技术采用以下技术方案实现：一种高效电机，其包括：外壳；阶梯轴，其与外壳同轴设置，并转动安装在外壳内；定子总成，其设置在外壳内并相对外壳同轴固定；阶梯轴穿过所述定子总成且相对所述定子总成转动；以及转子总成，其包括两个转子,且两个转子均安装在阶梯轴上；两个转子分别与所述定子总成隔开一段间隙，并跟随阶梯轴相对所述定子总成转动；其中，两个转子均具有永磁结构，所述定子总成具有电磁结构，且所述电磁结构通电后产生驱动两个转子同向转动的磁场。作为上述方案的进一步改进，两个转子平行设置且分别与所述定子总成的两端隔开所述间隙，两个转子的永磁结构具有相反的磁场；所述定子总成包括圆筒一、套在圆筒一外的圆筒二、两端分别插在圆筒一和圆筒二上的至少一个定位件；其中，所述电磁结构固定在圆筒一与圆筒二之间，圆筒二同轴固定在外壳的内壁上。进一步地，所述电磁结构包括环绕圆筒一设置的多个硅钢片定子；每个定子包括绕线芯和环绕绕线芯设置的绕组；绕线芯与圆筒一平行设置且相对固定；其中，绕线芯由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片呈工字形。再进一步地，绕线芯包括绕线板和分别设置在绕线板两端上的两个级靴；其中：级靴具有与绕线板垂直的等腰梯形面，且所述等腰梯形面的上底靠近圆筒一；位于所有绕线板同一端上的等腰梯形面的上底均等间距环绕圆筒一设置；或，级靴具有与绕线板垂直的矩形面，且所有硅钢片的尺寸均相同。再进一步地，所述永磁结构包括磁环以及与磁环同轴设置的圆盘，且磁环与所述定子总成之间具有所述间隙；圆盘同轴套在阶梯轴上，且随阶梯轴转动；两个磁环具有相反的磁场，且磁环的充磁方向为磁环的轴向；磁环安装在圆盘靠近所述定子总成的一面上。作为上述方案的进一步改进，所述定子总成和两个转子均同轴设置；转子的充磁方向为阶梯轴的径向；所述电磁结构包括绕线架和绕组；绕线架设置在两个转子之间，且具有径向设置的多个绕线柱；所述绕组同向缠绕在绕线柱上，且通电后产生驱动两个转子同向转动的磁场。进一步地，所述永磁结构为磁环；磁环具有依次相连的多块扇形磁铁，且多块扇形磁铁一体成型以构成磁环，其中位于内侧的磁环所具有的每个磁铁与位于外侧的磁环所具有的其中一个磁铁相对设置；在一个磁环中，相邻的两块磁铁的内侧面具有相反的磁极；在两个磁环中，相对设置的两个磁铁的相对面具有相反的磁极。再进一步地，位于外侧的转子还具有固定盘，且对应的磁环同轴设置在对应的固定盘上；位于内侧的转子还具有固定架，且对应的磁环同轴套在固定架上；其中，固定盘与固定架均同轴安装在阶梯轴上。本专利技术还提供一种预制定子总成的模具，其应用于上述的高效电机中，并用于预制所述高效电机的定子总成，所述模具包括：套筒，其具有容纳所述定子总成的空间；与套筒同轴设置的上盖，其安装在套筒的一端上；以及与上盖同轴设置的下盖，其安装在套筒的另一端上；其中，上盖和下盖上均具有用于限制所述定子总成转动的限位结构。本专利技术还提供一种高效电机的组装方法，其应用于上述任意一种高效电机中，且通过上述模具以组装所述高效电机；所述组装方法包括：通过下盖的限位结构，将所述定子总成依次穿过套筒，限位在下盖上；在套筒上安装上盖，通过上盖的限位结构，将所述定子总成限位在上盖上；通过所述模具上开设的模具孔，将固化剂填入套筒中，且待固化剂固化后，拆卸所述组装模组，以得到组装完成的所述定子总成；将所述定子总成、所述转子总成和阶梯轴安装在外壳内。本专利技术的高效电机及其模具和组装方法，高效电机的定子总成驱动转子总成的两个转子转动，同时两个独立的转子安装在同一个阶梯轴上，可以让定子上面的电磁铁供电时每时每刻都能充分的利用磁能，将转化而成的机械能集中于一个输出轴上，同时利用该电动机的逆向原理制作的发电机转化效率也能得到大幅度提升，实现对电能的超高效利用，从而提高了能源的转化率，节能高效。附图说明图1为本专利技术实施例1的高效电机从一个视角观察时的立体示意图；图2为图1中的高效电机的外壳的立体示意图；图3为图1中的高效电机的端盖的立体示意图；图4为图1中的高效电机的阶梯轴与两转子的安装示意图；图5为图1中的高效电机的转子总成的转子的立体示意图；图6为图1中的高效电机的定子总成的立体示意图；图7为图6中的定子总成的圆筒二的立体示意图；图8为图6中的定子总成的定子的立体示意图；图9为图6中的定子总成的圆筒一的立体示意图；图10为本专利技术实施例2的高效电机从一个视角观察时的立体示意图；图11为图10中的高效电机从另一个视角观察时的立体示意图；图12为图10中的高效电机的端盖的立体示意图；图13为图10中的高效电机的外壳的立体示意图；图14为图10中的高效电机的阶梯轴的立体示意图；图15为图10中的高效电机的定子总成和转子总成的立体示意图；图16为图15中的定子总成的拆分图；图17为图16中的定子总成的绕线架的立体示意图；图18为图15中的转子总成的两个转子以及阶梯轴的立体示意图；图19为图10中的高效电机的转子总成的固定架的立体示意图；图20为本专利技术实施例2的高效电机的原理图；图21为本专利技术实施例3的一种模具的立体示意图；图22为图21中的模具的上盖的立体示意图；图23为图21中的模具的套筒的立体示意图；图24为本专利技术实施例3的另一种模具的套筒及下盖的立体示意图；图25为图24中的模具的上盖的立体示意图。符号说明：1外壳19固定件2阶梯轴20定位件3转子21第一凸起部4绕线架22第二凸起部5绕线柱23端盖6磁环24轴承7磁铁25定位柱8固定盘26定位板9固定架27绕线板10圆筒一28安装孔11圆筒二29限位柱12定子61外磁圈13绕线芯62内磁圈14级靴101凸条15圆盘102定位孔一16套筒103定位孔二17上盖261定位孔三18下盖具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1请参阅图1-9，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效电机，其包括：外壳(1)；阶梯轴(2)，其与外壳(1)同轴设置，并转动安装在外壳(1)内；其特征在于，所述高效电机还包括：定子总成，其设置在外壳(1)内并相对外壳(1)同轴固定；阶梯轴(2)穿过所述定子总成且相对所述定子总成转动；以及转子总成，其包括两个转子(3),且两个转子(3)均安装在阶梯轴(2)上；两个转子(3)分别与所述定子总成隔开一段间隙，并跟随阶梯轴(2)相对所述定子总成转动；其中，两个转子(3)均具有永磁结构，所述定子总成具有电磁结构，且所述电磁结构通电后产生驱动两个转子(3)同向转动的磁场。

【技术特征摘要】
1.一种高效电机，其包括：外壳(1)；阶梯轴(2)，其与外壳(1)同轴设置，并转动安装在外壳(1)内；其特征在于，所述高效电机还包括：定子总成，其设置在外壳(1)内并相对外壳(1)同轴固定；阶梯轴(2)穿过所述定子总成且相对所述定子总成转动；以及转子总成，其包括两个转子(3),且两个转子(3)均安装在阶梯轴(2)上；两个转子(3)分别与所述定子总成隔开一段间隙，并跟随阶梯轴(2)相对所述定子总成转动；其中，两个转子(3)均具有永磁结构，所述定子总成具有电磁结构，且所述电磁结构通电后产生驱动两个转子(3)同向转动的磁场。2.如权利要求1所述的高效电机，其特征在于，两个转子(3)平行设置且分别与所述定子总成的两端隔开所述间隙，两个转子(3)的永磁结构具有相反的磁场；所述定子总成包括圆筒一(10)、套在圆筒一(10)外的圆筒二(11)、两端分别插在圆筒一(10)和圆筒二(11)上的至少一个定位件(20)；其中，所述电磁结构固定在圆筒一(10)与圆筒二(11)之间，圆筒二(11)同轴固定在外壳(1)的内壁上。3.如权利要求2所述的高效电机，其特征在于，所述电磁结构包括环绕圆筒一(10)设置的多个硅钢片定子(12)；每个定子(12)包括绕线芯(13)和环绕绕线芯(13)设置的绕组；绕线芯(13)与圆筒一(10)平行设置且相对固定；其中，绕线芯(13)由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片呈工字形。4.如权利要求3所述的高效电机，其特征在于，绕线芯(13)包括绕线板(27)和分别设置在绕线板(27)两端上的两个级靴(14)；其中：级靴(14)具有与绕线板(27)垂直的等腰梯形面，且所述等腰梯形面的上底靠近圆筒一(10)；位于所有绕线板(27)同一端上的等腰梯形面的上底均等间距环绕圆筒一(10)设置；或，级靴(14)具有与绕线板(27)垂直的矩形面，且所有硅钢片的尺寸均相同。5.如权利要求2所述的高效电机，其特征在于，所述永磁结构包括磁环(6)以及与磁环(6)同轴设置的圆盘(15)，且磁环(6)与所述定子总成之间具有所述间隙；圆盘(15)同轴套在阶梯轴(2)上，且随阶梯轴(2)转动；两个磁环(6)具有相反的磁场，且磁环(6)的充磁方向为磁环(6)的轴向；磁环(6)安装在圆盘(15)靠近所述定子总成的一面上。6.如权利要求1所述的高效电机，其特征在于，所述定子总成和两个转子(3)均同轴设置；转子(3)的充磁方向为阶梯轴(2)的径向；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓东，
申请(专利权)人：徐晓东，
类型：发明
国别省市：安徽,34