具有多段壳体的模块式电机制造技术

本实用新型专利技术涉及能使机械能转化为电能、或电能转化为机械能的电机领域，具体涉及具有多段壳体的模块式电机，包括电机壳体，电机的主动力轴；依次串接在所述主动力轴上的多个电机模块，每个电机模块包括一个作为转子的单元磁体部和一个作为定子的单元线圈部；每个所述单元磁体部包括两个相对设置并具有一定间隙的磁体盘，所述单元线圈部位于所述间隙内，还包括多段沿所述主动力轴的轴线方向依次布置的分壳体。该模块式电机额定功率可调整、能量转化率高，安装精度和安装效率高，使用寿命长。

Modular motor with multi-segment housing

【技术实现步骤摘要】
具有多段壳体的模块式电机
本技术涉及能使机械能转化为电能、或电能转化为机械能的电机领域，具体涉及一种具有多段壳体的模块式电机。
技术介绍
现有的电机包括能将机械能转化为电能的发电机、及能将电能转化为机械能的电动机，现有电机的转子为一个整体模块，相应的定子也为一个整体模块，因此电机的额定功率是恒定不变的，另外，电机的定子与转子往往均设置成整体为柱状的结构，且其轴线与电机的主动力轴的轴线重合，定子为空心的柱状结构，转子套置于柱状的定子内，转子与主动力轴固定并可随其转动，从而定子可以切割磁力线产生电流，如公开号为CN108352755A的电动机即公开了该种传统结构的电机。此种结构的电机因其转子和定子均为整体模块因而其额定功率不可能进行调整以适配不同应用场景的外部动力或对功率的不同需求；另外，现有电机的定子与转子结构、位置及配合关系还有待进一步优化以实现单位时间内磁通量变化的最大化，因此现有电机对能量的转化率并不高，运行效率并不理想。
技术实现思路
针对上述现有技术问题，本技术提供了一种额定功率可调整、能量转化率高的模块式电机，该模块式电机还具有与之匹配的能极大提高安装精度和安装效率的多段分壳体。本技术的具体技术方案如下。具有多段壳体的模块式电机，其特征在于包括：电机壳体，电机的主动力轴；依次串接在所述主动力轴上的多个电机模块，每个电机模块包括一个单元磁体部和一个单元线圈部；所述单元磁体部可与主动力轴同步转动构成电机的转子，所述单元线圈部构成电机的定子；每个所述单元磁体部包括两个相对设置并具有一定间隙的磁体盘，所述单元线圈部位于所述间隙内；所述磁体盘的端面与所述单元线圈部的端面实质平行且与主动力轴的轴线实质垂直；所述磁体盘的外周壁与所述电机壳体的内周壁之间具有一定的空隙。所述电机壳体包括多段沿所述主动力轴的轴线方向依次布置的分壳体，每个所述单元线圈部分别对应有一段分壳体。所述主动力轴贯穿电机的外壳并与外壳两端通过轴承固定，多个电机模块是指两个或两个以上的可独立运行的电机模块，每个电机模块分别具有各自的额定功率，通常各电机模块的额定功率是相同的，电机的额定功率是各电机模块的额定功率相加之和。多个电机模块依次串接在主动力轴上是指多个电机模块依次顺序布置在主动力轴上。由于每个电机模块具有各自独立的、可通电的单元线圈部，且其单元磁体部分别与主动力轴固定连接同步转动，因此每个电机模块可独立运行并可分别与主动力轴相互作用。本技术的电机因为是由串接在主动力轴上的、容纳在电机壳体内的、可分别独立运行的多个电机模块组合而成，因此本技术电机相当于壳体内包含了多个小的电机，因而可以根据不同应用场景的实际需要调整、变换电机模块的运行数量，从而可以根据外界状况或负载所需调整电机的额定功率，以适配外界动力大小状况或负载所需。譬如，将本技术电机用于风力发电机，可以根据外界风力和动力输入的大小调整参与发电的电机模块的数量，当外界风力较大时，可以控制较多数量的电机模块参与发电，当外界风力和动力输入较小时可以控制较少数量的电机模块参与发电，这样就可以使得发电机的功率始终匹配外界风力的大小，从而使得发电机可以在不同的风力作用下均可正常发电。将本技术应用于电动机，当应用场景需要大功率的电动机时，则可以让较多数量的电机模块运行以输出与外界所需相匹配的驱动功率，反之，则可以使得较少数量的电机模块运行以输出匹配外界负载的较小驱动功率，这样，一台电动机相当于多台电动机。因为每个单元磁体部包括两个相对设施的磁体盘，且两个磁体盘之间具有一定的间隙，则单元线圈部设于相对布置的两个磁体盘的间隙内被两个磁体盘夹在中间(当然单元线圈部端面与磁体盘端面存在空隙以确保二者在相对转动时不会产生摩擦)，通常单元线圈部为与磁体盘形状及大小匹配的盘状结构，磁体盘的端面上按照N极、S极交错布置有若干永磁磁体，所述磁体盘的端面与所述单元线圈部的端面实质平行且与主动力轴的轴线实质垂直，这种结构使得磁体盘和单元线圈部均同时垂直于主动力轴的轴线，而磁体盘与单元线圈部平行，这样在单元线圈部与磁体部作切割磁力线时可以实现单位时间内磁通量的变化量是最大的，极大的提高了能量的转化效率。在生产中因为工艺上存在不可避免的精度误差，从而使得磁体盘的端面、单元线圈部的端面不一定完全垂直于主动力轴的轴线但基本上是垂直的，磁体盘的端面与所述单元线圈部的端面不一定完全平行但基本上是平行的，因此，所谓的实质垂直、实质平行是指基本上、大致上是垂直的、平行的，从而允许存在不可避免的工艺上的细微偏差。基于磁体盘的结构，当其与主动力轴同步转动时，可能会摩擦到电机的壳体内周壁，因此，在所述磁体盘的外周壁与所述电机壳体的内周壁之间具有一定的空隙，从而确保磁体盘转动时不会与电机壳体摩擦。因为电机模块为多个，每个电机模块及电机模块各组件之间的间距、磁体盘与壳体的空隙均需保持一个非常精准的尺寸，否则，就有可能使磁体盘在转动时严重磨损单元线圈部，或者与电机壳体产生摩擦，这样的后果是非常严重的，如果磨损了单元线圈部则会导致电机模块的报废，如果磨损了电机外壳则会影响损坏电机外壳和磁体盘并产生大量热量和噪音，同时，这样的摩擦、磨损会浪费大量的能量。为了满足电机生产组装时对各组件之间尺寸的精度要求，本技术的电机壳体由多段沿所述主动力轴的轴线方向依次布置的分壳体组合而成，每个所述单元线圈部分别对应有一段分壳体，组装电机时，可以先将各电机模块的磁体盘、单元线圈部分别与各段分壳体对准、安装结合，并可方便的精准调整磁体盘、单元线圈部、电机壳体彼此之间的间距和空隙，确保各电机模块与电机壳体结合的精度，然后将组装好的各电机模块通过螺杆等结构连接固定成一个电机整体，完成电机整体的拼装。因此，将电机壳体设置为多段分壳体可以在组装电机时有效的、高精度的控制电机各组件之间的间距，确保电机的使用寿命和运行的安全性。作为优选，所述单元线圈部具有环形的外部框架，该外部框架直接构成电机壳体的一段分壳体。这种结构使得单元线圈部的外部框架可以作为电机的壳体直接暴露在外界空气中，进而使得单元线圈部产生的热量可以直接传导至外界，可以极大提高电机的散热效果，更进一步的可以在单元线圈部的外部框架上设置多个散热鳍片以提高散热效果。当然，作为另一种选择，所述单元线圈部具有环形的外部框架，该外部框架固定在与其对应的一段分壳体上。这种结构的单元线圈部被收纳于电机壳体内部，从而相对前一种单元线圈部的结构在散热效果上稍微差一点，但也是一种可选方案，并且，可以将单元线圈部的外部框架与其对应的一段分壳体紧密贴合，从而单元线圈部产生的热量也可以直接的传导至对应的分壳体上，散热效果也可以保障。为了生产和安装的方便，各单元线圈部和与其相邻的一个磁体盘或两个磁体盘对应同一段分壳体。也就是说，各单元线圈部对应的一段分壳体同时对应、覆盖与其相邻的一个磁体盘或者两个磁体盘，这样可以减少壳体组装的连接点和组装环节，节约生产成本，组装更为方便、高效。作为另一种选择，还可以设置为每个所述磁体盘分别对应另一段分壳体，也就是说，各单元线圈部各对应有一段分壳体，而每个磁体盘则分别对应有另一段分壳体，电机壳体整体看就相当于一段单元线圈部的分壳体、一段磁体盘的分壳体、再一段线圈的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有多段壳体的模块式电机，其特征在于包括：电机壳体(1)，电机的主动力轴(2)；依次串接在所述主动力轴上的多个电机模块(3)，每个电机模块(3)包括一个单元磁体部(31)和一个单元线圈部(32)；所述单元磁体部(31)可与主动力轴(2)同步转动构成电机的转子，所述单元线圈部(32)构成电机的定子；每个所述单元磁体部(31)包括两个相对设置并具有一定间隙的磁体盘(311)，所述单元线圈部(32)位于所述间隙内；所述磁体盘(311)的端面与所述单元线圈部(32)的端面实质平行且与主动力轴(2)的轴线实质垂直；所述磁体盘(311)的外周壁与所述电机壳体(1)的内周壁之间具有一定的空隙；所述电机壳体(1)包括多段沿所述主动力轴(2)的轴线方向依次布置的分壳体(111、112、113、114)，每个所述单元线圈部(32)分别对应有一段分壳体。

【技术特征摘要】
2018.07.27 CN 2018108457598;2018.07.27 CN 201810841.具有多段壳体的模块式电机，其特征在于包括：电机壳体(1)，电机的主动力轴(2)；依次串接在所述主动力轴上的多个电机模块(3)，每个电机模块(3)包括一个单元磁体部(31)和一个单元线圈部(32)；所述单元磁体部(31)可与主动力轴(2)同步转动构成电机的转子，所述单元线圈部(32)构成电机的定子；每个所述单元磁体部(31)包括两个相对设置并具有一定间隙的磁体盘(311)，所述单元线圈部(32)位于所述间隙内；所述磁体盘(311)的端面与所述单元线圈部(32)的端面实质平行且与主动力轴(2)的轴线实质垂直；所述磁体盘(311)的外周壁与所述电机壳体(1)的内周壁之间具有一定的空隙；所述电机壳体(1)包括多段沿所述主动力轴(2)的轴线方向依次布置的分壳体(111、112、113、114)，每个所述单元线圈部(32)分别对应有一段分壳体。2.根据权利要求1所述的具有多段壳体的模块式电机，其特征在于：所述单元线圈部(32)具有环形的外部框架(321)，该外部框架(321)直接构成电机壳体的一段分壳体(111、112、113、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宗善，
申请(专利权)人：浙江瑞枫新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33