一种轴向防漏磁的三转子电机及其组装方法技术

本发明专利技术公开了一种轴向防漏磁的三转子电机及其组装方法。该三转子电机包括外壳、阶梯轴、定子总成以及转子总成。阶梯轴转动安装在外壳内。定子总成包括内套管、定子铁芯以及外套管。外套管固定在外壳的内壁上，并包住定子铁芯。定子铁芯固定在外套管中，并供绕组缠绕。内套管固定在定子铁芯中，阶梯轴穿过内套管。转子总成包括两个侧向磁环、防漏磁结构以及两个固定盘。防漏磁结构包括内磁环和外磁环。内磁环固定在阶梯轴上，位于两个侧向磁环之间和内套管中。外磁环固定在固定盘的内壁上。本发明专利技术可以对双转子的磁场进行加强，利用防漏磁结构产生第三旋转扭矩，减少磁泄露，并能将磁能转化的机械能集中在阶梯轴上，能够提高电机对电能的利用率。

An axial leakage proof three rotor motor and its assembly method

【技术实现步骤摘要】
一种轴向防漏磁的三转子电机及其组装方法
本专利技术涉及电机设备
的一种三转子电机，尤其涉及一种轴向防漏磁的三转子电机，还涉及该三转子电机的组装方法。
技术介绍
电机转子上面的励磁绕组相当于许多个独立的电磁铁，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后对心而旋转的，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，电磁铁与永磁铁除了南北两极具有对心属性外，位于南北两极之间的侧级也具有对心属性。电机定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以及电磁铁的南北两极之间的侧级的磁能处于闲置状态，大约有百分之六十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大打折扣。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，如双转子电机充分利用了电机定子两极的磁能，但是电机定子南北两极之间的磁能无法利用上，这样大约浪费了百分之二十的磁能。由于电机的转子总成存在漏磁的现象，这样永磁体产生的磁场对电机通电后绕组产生的电磁场的作用力减弱，使磁能利用率大打折扣，从而降低对电能的转化率。
技术实现思路
为解决现有的电机存在漏磁而导致电能转换为机械能的实际转化效率比较低的技术问题，本专利技术提供一种轴向防漏磁的三转子电机及其组装方法。本专利技术采用以下技术方案实现：一种轴向防漏磁的三转子电机，其包括：外壳；阶梯轴，其转动安装在外壳内；定子总成，其包括内套管、定子铁芯以及外套管；外套管固定在外壳的内壁上，并包住定子铁芯；定子铁芯固定在外套管中，并供至少一组绕组缠绕；内套管固定在定子铁芯中，阶梯轴穿过内套管；以及转子总成，其包括两个侧向磁环、防漏磁结构以及两个固定盘；两个固定盘固定在阶梯轴上，并与外壳隔开；外套管的两端分别位于两个固定盘中；两个侧向磁环分别设置在两个固定盘中，并固定在阶梯轴上；两个侧向磁环分别位于定子铁芯沿轴向的两侧，并与定子铁芯的两端隔开一段预设间隙一；所述防漏磁结构包括内磁环和分别与两个侧向磁环对应的两个外磁环；内磁环固定在阶梯轴上，并位于两个侧向磁环之间，且位于内套管中；内磁环与侧向磁环相靠近的两部分的磁极相同；两个外磁环分别固定在两个固定盘的内壁上，并分别与外套管隔开一段预设间隙二；每个外磁环与对应的侧向磁环相靠近的两部分的磁极相同。本专利技术通过防漏磁结构的内磁环和两个外磁环对两个侧向磁环的磁场进行加强，可以减少磁泄露，由于两个侧向磁环在内侧和外侧的磁场会分别通过内磁环和外磁环与定子总成所产生的电磁场进行作用，两个侧向磁环分别产生第一和第二旋转扭矩，利用内磁环和两个外磁环产生第三旋转扭矩，使定子南北两极之间原本无法利用的磁场也被转子总成所使用，这样能够使电磁能被充分激发在转子总成上，从而使更多的电能转化为阶梯轴转动的机械能。同时，两个侧向磁环在定子总成工作时始终使阶梯轴受力，从而充分利用电能所产生的电磁能，将转化而成的机械能集中于一个阶梯轴上，而且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，解决了现有的电机存在漏磁而导致电能转换为机械能的实际转化效率比较低的技术问题，得到了电能转化率高，防漏磁的技术效果。作为上述方案的进一步改进，外磁环沿着阶梯轴的轴向的长度为内磁环的长度的20％-25％。作为上述方案的进一步改进，内磁环包括多个呈条状的内磁块；内磁块沿着阶梯轴的轴向充磁，且相邻的两个内磁块的磁极相反设置。进一步地，每个侧向磁环包括分别与多个内磁块对应的多个呈扇形的侧向磁块；侧向磁块沿着阶梯轴的轴向充磁，且相邻的两个侧向磁块的磁极相反设置；每个侧向磁块与对应的内磁块相靠近的两部分的磁极相同。再进一步地，每个外磁环包括分别与多个侧向磁块对应的多个呈弧形的外磁块；外磁块沿着阶梯轴的轴向充磁，且相邻的两个外磁块的磁极相反设置；每个外磁块与对应的侧向磁块相靠近的两部分的磁极相同。作为上述方案的进一步改进，所述预设间隙一和所述预设间隙二的距离范围均为0.1-0.5mm，两个外磁环沿着阶梯轴的轴向的总长度为内磁环的长度的50％。作为上述方案的进一步改进，定子铁芯由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片的纵截面呈工字形；多个硅钢片固定在内套管的外壁上，所述绕组缠绕在所述硅钢片上。进一步地，所述定子总成还包括固化剂以及多个螺柱套管；固化剂用于将多个硅钢片固定于内套管与外套管之间；一部分螺柱套管的插接端穿过外套管和所述柱状结构，并固定在内套管上。再进一步地，外壳包括外筒、两个端盖以及分别与两个端盖对应的两个角接触球轴承；外筒通过螺柱套管与外套管固定；两个端盖分别盖在外筒的两端上，并通过另一部分螺柱套管与所述柱状结构固定；每个角接触球轴承固定在对应的端盖上，并套在阶梯轴上，使阶梯轴能相对端盖转动。本专利技术还提供一种三转子电机的组装方法，其应用于上述任意所述的轴向防漏磁的三转子电机中，其包括以下步骤：通过一种固化剂将多个硅钢片固定于内套管与外套管之间，并将内套管插在定子铁芯中；通过多个螺柱套管将外壳、外套管、定子铁芯以及内套管固定在一起；将内磁环套在阶梯轴上，并将内磁环和阶梯轴插在内套管中；先将两个侧向磁环分别放入在两个固定盘中，再将两个外磁环分别固定在两个固定盘的内壁上；将两个固定盘置于定子铁芯的相对两侧，并套在外套管的两端上，使侧向磁环与定子铁芯的两端隔开所述预设间隙一且外磁环与外套管隔开所述预设间隙二；将侧向磁环、固定盘与阶梯轴固定，使所述转子总成能随着阶梯轴相对所述定子总成转动。相较于现有的电机，本专利技术的轴向防漏磁的三转子电机及其组装方法具有以下有益效果：1、该轴向防漏磁的三转子电机，其转子总成的两个侧向磁环和防漏磁结构在定子总成的驱动下而转动，两个侧向磁环分别产生第一和第二旋转扭矩，利用内磁环和两个外磁环产生第三旋转扭矩，同时转子安装在阶梯轴上，可以使定子上电磁铁产生的电磁场驱动转子在每时每刻都利用磁能，从而充分利用电能所产生的电磁能，而且将磁能转化的机械能集中在阶梯轴上，能够提高电机对电能的利用率。同时，利用该电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。2、该轴向防漏磁的三转子电机，其防漏磁结构的内磁环和两个外磁环对两个侧向磁环的磁场进行加强，可以减少磁泄露。由于两个侧向磁环在内侧和外侧的磁场会分别通过内磁环和外磁环与定子总成所产生的电磁场进行作用，使定子南北两极之间原本无法利用的磁场也被转子总成所使用，这样能够使电磁能被充分激发在转子总成上，从而使更多的电能转化为阶梯轴转动的机械能，进而提高电能转化率，起到防漏磁的效果。3、该轴向防漏磁的三转子电机，其内磁环、侧向磁环以及外磁环都分别可以通过多个磁块组成，每个磁环中相邻的两个磁块之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴向防漏磁的三转子电机，其特征在于，其包括：/n外壳(1)；/n阶梯轴(2)，其转动安装在外壳(1)内；/n定子总成，其包括内套管(3)、定子铁芯(4)以及外套管(5)；外套管(5)固定在外壳(1)的内壁上，并包住定子铁芯(4)；定子铁芯(4)固定在外套管(5)中，并供至少一组绕组缠绕；内套管(3)固定在定子铁芯(4)中，阶梯轴(2)穿过内套管(3)；以及/n转子总成，其包括两个侧向磁环(6)、防漏磁结构以及两个固定盘(7)；两个固定盘(7)固定在阶梯轴(2)上，并与外壳(1)隔开；外套管(5)的两端分别位于两个固定盘(7)中；两个侧向磁环(6)分别设置在两个固定盘(7)中，并固定在阶梯轴(2)上；两个侧向磁环(6)分别位于定子铁芯(4)沿轴向的两侧，并与定子铁芯(4)的两端隔开一段预设间隙一；所述防漏磁结构包括内磁环(8)和分别与两个侧向磁环(6)对应的两个外磁环(9)；内磁环(8)固定在阶梯轴(2)上，并位于两个侧向磁环(6)之间，且位于内套管(3)中；内磁环(8)与侧向磁环(6)相靠近的两部分的磁极相同；两个外磁环(9)分别固定在两个固定盘(7)的内壁上，并分别与外套管(5)隔开一段预设间隙二；每个外磁环(9)与对应的侧向磁环(6)相靠近的两部分的磁极相同。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轴向防漏磁的三转子电机，其特征在于，其包括：
外壳(1)；
阶梯轴(2)，其转动安装在外壳(1)内；
定子总成，其包括内套管(3)、定子铁芯(4)以及外套管(5)；外套管(5)固定在外壳(1)的内壁上，并包住定子铁芯(4)；定子铁芯(4)固定在外套管(5)中，并供至少一组绕组缠绕；内套管(3)固定在定子铁芯(4)中，阶梯轴(2)穿过内套管(3)；以及
转子总成，其包括两个侧向磁环(6)、防漏磁结构以及两个固定盘(7)；两个固定盘(7)固定在阶梯轴(2)上，并与外壳(1)隔开；外套管(5)的两端分别位于两个固定盘(7)中；两个侧向磁环(6)分别设置在两个固定盘(7)中，并固定在阶梯轴(2)上；两个侧向磁环(6)分别位于定子铁芯(4)沿轴向的两侧，并与定子铁芯(4)的两端隔开一段预设间隙一；所述防漏磁结构包括内磁环(8)和分别与两个侧向磁环(6)对应的两个外磁环(9)；内磁环(8)固定在阶梯轴(2)上，并位于两个侧向磁环(6)之间，且位于内套管(3)中；内磁环(8)与侧向磁环(6)相靠近的两部分的磁极相同；两个外磁环(9)分别固定在两个固定盘(7)的内壁上，并分别与外套管(5)隔开一段预设间隙二；每个外磁环(9)与对应的侧向磁环(6)相靠近的两部分的磁极相同。


2.如权利要求1所述的轴向防漏磁的三转子电机，其特征在于，外磁环(9)沿着阶梯轴(2)的轴向的长度为内磁环(8)的长度的20％-25％。


3.如权利要求1所述的轴向防漏磁的三转子电机，其特征在于，内磁环(8)包括多个呈条状的内磁块(81)；内磁块(81)沿着阶梯轴(2)的轴向充磁，且相邻的两个内磁块(81)的磁极相反设置。


4.如权利要求3所述的轴向防漏磁的三转子电机，其特征在于，每个侧向磁环(6)包括分别与多个内磁块(81)对应的多个呈扇形的侧向磁块(61)；侧向磁块(61)沿着阶梯轴(2)的轴向充磁，且相邻的两个侧向磁块(61)的磁极相反设置；每个侧向磁块(61)与对应的内磁块(81)相靠近的两部分的磁极相同。


5.如权利要求4所述的轴向防漏磁的三转子电机，其特征在于，每个外磁环(9)包括分别与多个侧向磁块(61)对应的多个呈弧形的外磁块(91)；外磁块(91)沿着阶梯轴(2)的轴向充磁，且相邻的两个外磁块(91)的磁极相反设置；每个外磁块(91)与对应的侧向磁块(6...

【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