环式电机制造技术

一种无轴环式电机，由一组或多组环状形定子组体（１）与环状形永磁转子组体（２）或感应转子组体（３）组成，将环状形定子组体（１）安装在发动机体或飞轮壳体及其它机械固定体上，将环状形永磁转子组体（２）或感应转子组体（３）安装在发动机旋转飞轮或其它机械旋转体上，利用发动机或其它机械装置的转轴、轴承和外壳等构成机械／电机一体化新结构，使电机与发动机或其它机械装置共轴运转直接驱动。该环式电机改变简化了传统电机结构与机械传动模式，使电机与发动机或其它机械设备的结合更合理紧凑，实现高效“机／电”一体化结构，降低了生产成本，并最大限度提高电机的驱动可靠性和工作效率。它还具有无需散热装置、工作温度低、电动／发电功率大、工作效率高、传动力矩大等特性，并消除了电机的维修保养等问题。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于各种发动机、电动汽车及机械等领域使用的电机，具体地说是一种无轴环式电机。
技术介绍
目前，现有的各种电机都是由转轴、轴承、端盖、外壳等部件构成的独立式结构，它与其它机械的传动是通过皮带、齿轮或转轴连接完成工作的。随着国民经济的发展、科学技术的进步和人民生活的提高，都对电机的性能提出了更新更高的要求。特别是汽车领域，仍然使用的还是传统独立式结构的风冷发电机和电磁开关起动机。现代汽车正在向大功率、低排污、高度的经济性和工作可靠性以及舒适豪华性等方面发展，更高的经济性要求和电器负荷的不断增加，使现今汽车的发电机、起动机及12V供电系统已不能适应现代需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种简化改变传统电机结构与机械传动模式，使电机与发动机或其它机械设备的结合更合理紧凑，实现高效“机/电”一体化，降低生产成本，并最大限度提高电机的驱动可靠性和工作效率的无轴环式电机。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为一种环式电机，没有传统电机本体转轴、端盖、外壳、轴承等零部件，由一组或多组环状形定子组体与环状形转子组体组成，将环状形定子组体设计安装在发动机体、飞轮壳体或其它机械固定体上，将环状形转子组体设计安装在发动机旋转飞轮或其它机械旋转体上，利用发动机或其它机械装置的转轴、轴承和外壳等构成机械/电机一体化新结构，使电机与发动机或其它机械装置共轴运转直接驱动。本技术提供的环式无轴电机具有以下特点①、建立机电新理念，采用新的设计概念与分析方法，只用环状形定子组体和转子组体两部分，构成一种全新“机/电”一体化无轴环式电机。②、改变了传统的电机结构及安装传动模式。无电机本体转轴、轴承、端盖、外壳等部件，利用其它机械转轴、轴承和外壳等构成机械/电机一体化结构，具有与其它机械共轴运转、直接驱动的工作特性，使电机及机械装置结构更简单合理紧凑，彻底消除了电机的维修保养等问题。③、环式电机具有轴向尺寸短，传动力矩大，定子和转子可无铁心，安装使用方便，生产成本低，无需散热装置，工作温度低，驱动可靠性高，使用寿命长等特点。④、环式电机结构形式灵活多样，按不同的安装结构有边环式、外环式、内环式以及多组定子和转子构成的环式组合电机和并联电机等，可作为永磁同步、感应异步、步进、并联、组合、无刷直流、起动/发电复用等各种类型的电机使用。⑤、环式电机应用广泛，且在各领域的每一项应用都将构成一种新结构的高效机/电一体化装置。⑥、在汽车领域，可设计机/电一体化结构高效节能发动机。环式起动/发电复用装置，具有大功率多电压供电特性，使发动机实现了电动水泵、电动空调等全电动化自动控制。使发动机具有无皮带传动、低噪音、极高的工作可靠性和经济性，以及最大限度提高了发动机整体的使用寿命。还可将环式起动/发电机设计为混合动力电动汽车，起动机在发动机起动至高速时起加速辅助作用，使汽车很快达到经济行驶速度，此时起动机又作为发电机供蓄电池充电和用电负载使用。从而使21世纪的汽车使用大功率多电压“机/电”一体化高效节能发动机成为现实。⑦、在水泵领域，使水泵与电机实现一体化结构，取消了水泵电机风冷式散热部件及外壳、端盖、轴承等零部件。环式电机定子组体安装在水泵体上，定子组体采用泵水循环散热结构方式，将定子组体产生的热量由循环泵水带走，构成一种结构简单合理并无噪音的高效水泵。同功率的环式电机比现有水泵电机省铜40％，省硅钢片60％，效率大大提高，工作温度很低，传动力矩大。还可实现同体双电机运转二级泵水新型水泵，大大提高了泵水扬程。附图说明图1为环状形定子组体的主视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为环状形永磁转子组体的主视图；图4为图3的俯视图；图5为环状形感应转子组体的主视图。图6为图5的俯视图；图7为300°环状形定子铁心的结构示意图；图8为360°环状形定子铁心与绕组的安装示意图；图9为内环式电机结构示意图；图10为图9的B-B剖视图；图11为外环式感应转子组体主视图；图12为图11的C-C剖视图；图13为环状形并联定子组体的主视图；图14为图13的D-D剖视图；图15为环状形并联永磁转子组体的结构示意图；图16为图15的E-E剖视图；图17为环式起动/发电机结构示意图；图18为环式起动/发电机控制电路原理图；图19为环式异步电机结构示意图。具体实施方式图中1-定子组体；2-永磁转子组体；3-感应转子组体；4-定子铁心；5-固定底板；6-间隙调整垫片；7-永久磁铁；8-转子绕组；9-定子绕组；10-导磁铁心；11-安装孔；12-固定孔；13-嵌线槽；14-铝合金；15-内导电环；16-外导电环；17-导电条；18-控制电路；19-MOSFET栅极驱动电路；20-发动机气缸体；21-发动机曲轴；22-发动机飞轮；23-离合器；24-发动机飞轮外壳体；25-变速箱；26-变速箱传动轴；27-水泵旋转飞轮；28-水泵进水口；29-水泵出水口；30-通水孔；31-泵水叶轮；32-水泵转轴；33-水泵壳体。本技术提供的环式电机，主要由环状形定子组体1和环状形永磁转子组体2(或感应转子组体3)构成，将环状形定子组体1设计安装在发动机体、飞轮壳体或其它机械固定体上，将环状形转子组体2设计安装在发动机旋转飞轮或其它机械旋转体上，利用发动机或其它机械装置的转轴、轴承和外壳等构成机械/电机一体化新结构，使电机与发动机或其它机械装置共轴运转直接驱动。该环式电机按不同的安装结构可分为边环式、内环式、外环式、并联式以及多组定子组体、转子组体构成的组合式等。边环式电机主要由环状形定子组体1和环状形永磁转子组体2或感应转子组体3构成。如图1、2所示，环状形定子组体1由环状形定子铁心4(有单面槽铁心、双面槽铁心和无槽铁心)、固定底板5、间隙调整垫片6、定子绕组9(可采用多种布线方式)等构成。定子铁心4上绕有定子绕组9，将其通过固定孔12固定在底板5的上端面上，调整垫片6通过安装孔11安装在底板5的下端面上。定子铁心4可以有120°、180°、300°、360°等环状形。如图3、4所示，环状式永磁转子组体2由多块带定位孔的扇形(或圆形等其它形状)的永久磁铁7，依次按N-S极交替安装在专用模具中，用铝合金14(或高强度塑料)压注制成永磁转子组体2，最后充磁使用。铝合金14上设有安装孔11。将上述图1、2所示的环状形定子组体1安装在发动机体(飞轮壳体)或其它机械固定体端面上，将上述图3、4所示的环状形永磁转子组体2安装在发动机旋转飞轮或其它机械旋转体端面上，这样，环状式定子组体1与环状形永磁转子组体2便构成一种边环式永磁电机。如图5、6所示，这是一种环状式感应转子组体3，它由内圆形导电环15、外圆形导电环16与多根连接两环的导电条17构成转子绕组8，专用环状式转子绕组8可采用铜条或铝条焊接制成，将一组或多组绕组8安装后，放入专用模具通过注铝或注塑构成感应转子组体3，环状形感应转子组体3与图1、2所示的环状形定子组体1构成一种边环式感应电机。图7所示的是一种300°环状形定子铁心，其上有嵌线槽13，300°定子铁心由硅钢片冲压卷绕制成。图8所示的是另一种360°环状形定子铁心，它由带料硅钢片冲槽卷绕制造，或采用分片冲压叠卷对焊制成，其上开有固定孔12。绕组9用专用卡具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环式电机，其特征在于它由一组或多组环状形定子组体（１）与环状形永磁转子组体（２）或感应转子组体（３）组成，将环状形定子组体（１）安装在发动机体或飞轮壳体及其它机械固定体上，将环状形永磁转子组体（２）或感应转子组体（３）安装在发动机旋转飞轮或其它机械旋转体上，利用发动机或其它机械装置的转轴、轴承和外壳等构成机械／电机一体化新结构，使电机与发动机或其它机械装置共轴运转直接驱动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺雷，
申请(专利权)人：贺雷，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]