專利名稱：具有同心設(shè)置的轉(zhuǎn)子并可用做發(fā)動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其具有同心設(shè)置的多級(jí)轉(zhuǎn)子且可作用發(fā)電機(jī)。更具 體地，本發(fā)明涉及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其包括鐵芯，其具有多級(jí)設(shè)置的導(dǎo)條和多級(jí)設(shè)置的線圈，以 及其可以做發(fā)電機(jī)。本發(fā)明可以應(yīng)用于輪轂類型，其中軸固定而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的外殼是旋轉(zhuǎn) 的；可以應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)類型，其中外殼固定而軸旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)是利用電能產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，這樣的電動(dòng)機(jī)被分為利用直流電的直流 電動(dòng)機(jī)(或者換向器電動(dòng)機(jī))和利用交流電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)也被分為單 相交流電動(dòng)機(jī)和三相交流電動(dòng)機(jī)。所述的單相交流電動(dòng)機(jī)通常用于家用電器，例如洗衣機(jī) 和縫紉機(jī)，而三相交流電動(dòng)機(jī)通常用做工廠、建筑物等的動(dòng)力設(shè)備。傳統(tǒng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括中心軸，定子和轉(zhuǎn)子。定子具有電樞(armature)鐵芯 (core)和纏繞電樞鐵芯的線圈，并且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電樞鐵芯由層疊薄硅鋼片制成從而減 小了磁性材料的磁滯損耗。所述轉(zhuǎn)子包括層疊鐵芯，其具有形成于其上的凹槽，以及設(shè)置在 凹槽內(nèi)并且由鋁或銅制成的導(dǎo)條。如果給電樞線圈的繞組通電，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，接著，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使得在導(dǎo)條內(nèi) 產(chǎn)生感應(yīng)電流。電磁力由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和感應(yīng)電流產(chǎn)生，由此使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這樣一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，也不需要例如換向器和電刷的部件，因此 被廣泛的使用。同時(shí)，這種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)也可相反地通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電流，因此可以用做發(fā) 電機(jī)。特別的是，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)和大型電力發(fā)電機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題傳統(tǒng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有一級(jí)線圈和一級(jí)鐵芯。因此，傳統(tǒng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)該具有大的 體積從而提供足夠的輸出功率，如果感應(yīng)電動(dòng)具有小的體積，由于電磁力非常小所以產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)矩也小。因此，利用這樣一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電力單元存在的問(wèn)題在于它不能提供比相 對(duì)于體積足夠高的輸出功率。本發(fā)明設(shè)法解決前面提到的問(wèn)題。也就是說(shuō)，本發(fā)明的一個(gè)目的，提供一種即使小 的體積也能提供強(qiáng)大輸出功率的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。技術(shù)手段根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子。這里，轉(zhuǎn)子包括在徑向方向多級(jí)設(shè)置 的多個(gè)圓柱形鐵芯，以及多個(gè)導(dǎo)條。每個(gè)鐵芯具有以軸向方向形成在其外周邊上并沿著圓 周方向設(shè)置的多個(gè)凹槽，以及被插入到每級(jí)鐵芯凹槽內(nèi)的導(dǎo)條。此外，所述定子包括電樞鐵 芯和電樞線圈。該電樞鐵芯在徑向方向一級(jí)或多級(jí)設(shè)置以與具有其上形成有鐵芯凹槽的外 周邊相對(duì)。多個(gè)電樞線圈圍繞著電樞鐵芯卷繞以對(duì)應(yīng)于各自的導(dǎo)條。此外，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)，凹槽更優(yōu)選地形成在鐵芯的內(nèi)周邊。
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)實(shí)施例可以更進(jìn)一步包括固定軸，其安置在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中 心。在這個(gè)情況下，轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括鐵芯耦合裝置以可旋轉(zhuǎn)地將每個(gè)鐵芯耦合于固定軸。 此外，定子更進(jìn)一步包括將每個(gè)電樞鐵芯固定到固定軸的電樞鐵芯耦合裝置。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例中，鐵芯耦合裝置更優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，該轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)具 有耦合于每個(gè)鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)可旋轉(zhuǎn)地耦合于固定軸。此外，電樞鐵芯耦 合裝置更優(yōu)選地包括固定盤(pán)，其具有耦合于設(shè)置在各自鐵芯之間的每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一 個(gè)表面，所述固定盤(pán)固定到固定軸。更進(jìn)一步地，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是轉(zhuǎn)子更一步包括形成 于鐵芯的在徑向方向相對(duì)于內(nèi)周邊的外周邊上的凹槽，和插入到形成于外周邊上的凹槽的 多個(gè)導(dǎo)條。此外，優(yōu)選的是定子更進(jìn)一步包括圍繞著設(shè)置在各自鐵芯之間的電樞鐵芯卷繞 的多個(gè)電樞線圈，對(duì)應(yīng)于插入到形成在外周邊內(nèi)的凹槽中的導(dǎo)條。而且，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述電樞鐵芯之間，與固定軸相鄰的電 樞鐵芯優(yōu)選地固定于固定軸。而且，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是鐵芯可分離地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例可以包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其位于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心。在這種情況 下，轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括固定地將每個(gè)鐵芯耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的鐵芯耦合裝置。此外，定子更進(jìn)一步 包括一電樞鐵芯耦合裝置，其相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地將每個(gè)電樞鐵芯固定到轉(zhuǎn)動(dòng)軸。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其它實(shí)施例中，鐵芯耦合裝置優(yōu)選地包括具有耦合到每個(gè)鐵芯一 側(cè)的一個(gè)表面的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)固定到轉(zhuǎn)動(dòng)軸。此外，所述鐵芯耦合裝置優(yōu)選地包括具 有耦合于每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的固定盤(pán)，所述固定盤(pán)可相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地固定到轉(zhuǎn)動(dòng) 軸ο更進(jìn)一步的是，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其它實(shí)施例中，優(yōu)選的是轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成 于鐵芯的在徑向方向相對(duì)于所述內(nèi)周邊的外周邊上的凹槽，以及插入到形成在外周邊上的 凹槽的多個(gè)導(dǎo)條。此外，優(yōu)選的是定子更進(jìn)一步包括多個(gè)圍繞位于在各自鐵芯之間的電樞 鐵芯纏繞的多個(gè)電樞線圈，與插入到形成在外邊界的凹槽內(nèi)的導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)。更進(jìn)一步的是，感應(yīng)電動(dòng)的其它實(shí)施例中，優(yōu)選的是所述鐵芯可分離地耦合于轉(zhuǎn) 動(dòng)盤(pán)。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子還包括進(jìn)一步以軸向方向設(shè)置的一級(jí)或多 級(jí)的圓柱形鐵芯以及導(dǎo)條。此外，定子更進(jìn)一步包括設(shè)置成對(duì)著進(jìn)一步設(shè)置的圓柱鐵芯的 電樞鐵芯和多個(gè)電樞線圈。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例可以更進(jìn)一步包括固定軸，其位于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中 心。在這種情況下，轉(zhuǎn)子還包括鐵芯耦合裝置，用于將每個(gè)鐵芯可旋轉(zhuǎn)地耦合于固定軸。此 外，定子更進(jìn)一步包括電樞鐵芯耦合裝置，用于固定地將每個(gè)電樞鐵芯耦合于固定軸。此外，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例中，鐵芯耦合裝置優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，其具 有耦合于每個(gè)鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面，該鐵芯是在徑向方向多級(jí)設(shè)置的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)可旋轉(zhuǎn) 地耦合于固定軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)在軸向方向至少一級(jí)地設(shè)置。此外，電樞鐵芯耦合裝置優(yōu)選地 包括固定盤(pán)，其具有一個(gè)耦合每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面，該鐵芯是以徑向方向一級(jí)或 多級(jí)地設(shè)置的，所述固定盤(pán)固定地耦合于固定軸，所述固定盤(pán)在軸向方向至少一級(jí)地設(shè)置。同時(shí)，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例中，優(yōu)選的是轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成在鐵芯的徑向方向相對(duì)于內(nèi)周邊的外周邊上的凹槽，以及插入形成在外周邊上的凹槽中的導(dǎo) 條。此外，優(yōu)選的是定子更進(jìn)一步包括圍繞位于在各自鐵芯之間的纏繞在電樞鐵芯上的多 個(gè)電樞線圈，對(duì)應(yīng)于插入到外周邊上凹槽的導(dǎo)條。而且，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例中，在電樞鐵芯之間，與到固定軸相鄰的電樞 鐵芯優(yōu)選地固定到固定軸。更進(jìn)一步地，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例中，優(yōu)選的是每個(gè)鐵芯可分離的耦 合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。同時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以更進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。在這種情況下，轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步的包括固定地將每個(gè)鐵芯耦合到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的 鐵芯耦合裝置。此外，定子更進(jìn)一步包括相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地將每個(gè)電樞鐵芯固定到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的電 樞鐵芯耦合裝置。更進(jìn)一步，仍是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例中，鐵芯耦合裝置優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)動(dòng) 盤(pán)，其具有耦合于以徑向方向多級(jí)設(shè)置的每個(gè)鐵芯一側(cè)的表面，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)固定地耦合到 轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)在軸向方向設(shè)置至少一級(jí)。此外，電樞鐵芯耦合裝置更優(yōu)選地包括固定 圓盤(pán)，其具有耦合于在徑向方向一級(jí)或多級(jí)設(shè)置的任一個(gè)鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面，所述固定 盤(pán)相對(duì)可旋轉(zhuǎn)耦合到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的，所述固定盤(pán)以軸線方向設(shè)置至少一級(jí)。而且，還是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例中，優(yōu)選的是轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成于 鐵芯在徑向方向相對(duì)于內(nèi)周邊的外周邊上的凹槽，和插入到形成于外周邊上的凹槽的導(dǎo) 條。此外，優(yōu)選的是定子更進(jìn)一步包括多個(gè)圍繞位于各自鐵芯之間的電樞鐵芯纏繞的多個(gè) 電樞線圈，與插入到形成于外邊界內(nèi)凹槽的導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)。而且，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的更進(jìn)一步實(shí)施例，優(yōu)選的是每個(gè)鐵芯可分離的耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。同時(shí)，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，導(dǎo)條優(yōu)選的具有小電阻的導(dǎo)電材料制成，例如鋁或銅。
附圖1是根據(jù)本發(fā)明，具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)其中一個(gè)實(shí)施例的截面圖；附圖2是如圖1所示實(shí)施例的側(cè)截面圖；附圖3是根據(jù)本發(fā)明，具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的另外一個(gè)實(shí)施例的截面圖；附圖4是如圖3所示實(shí)施例的側(cè)截面圖；附圖5是根據(jù)本發(fā)明，具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的又一實(shí)施例中的截面圖；以 及附圖6是根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的還一實(shí)施例的截面圖；圖中10:固定軸20:轉(zhuǎn)子21 第一鐵芯23 第二鐵芯25 第一導(dǎo)條 27 第二導(dǎo)條 29 第三導(dǎo)條31 轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán) 33 軸承 35 螺釘40:定子41:第一電樞鐵芯43:第二電樞鐵芯45:第一電樞線圈47:第二電樞線圈49 第三電樞線圈51:固定盤(pán) 53 螺釘110:轉(zhuǎn)動(dòng)軸 120:轉(zhuǎn)子 121 第一鐵芯 123 第二鐵芯
125第一導(dǎo)條 127 第二導(dǎo)條 129 第三三導(dǎo)條
131轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán) 133 螺釘
140定子 141 第一電樞鐵芯143 第二二電樞鐵芯
145第一電樞線圈147:第二電樞線圈149 第三電樞線圈
153螺釘 155 軸承
具體實(shí)施例方式附圖1是根據(jù)本發(fā)明，具有多級(jí)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)實(shí)施例的截面圖， 以及附圖2是如圖1所示實(shí)施例的側(cè)截面圖如圖1所示的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)60如此配置以至外殼可以旋轉(zhuǎn)，并且如圖1所示的感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)60包括固定軸10，轉(zhuǎn)子20和定子40。轉(zhuǎn)子20包括鐵芯21和23以及轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)31通過(guò)軸承33可旋轉(zhuǎn)地耦合于固 定軸10。鐵芯21和23具有圓柱形且以徑向方向兩級(jí)設(shè)置。更具體的是，鐵芯21和23由 具有大直徑的第一鐵芯21和具有小直徑的第二鐵芯23組成，并且每個(gè)鐵芯21或23的一 側(cè)通過(guò)螺釘35可分離地耦合于所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)31的一個(gè)表面。同時(shí)，每個(gè)凹槽是以軸向方向 形成在第一鐵心21的內(nèi)周邊上的多個(gè)凹槽沿著圓周方向設(shè)置成使得將會(huì)在隨后描述的第 一導(dǎo)條25可以插入其中。此外，每一個(gè)以軸向方向形成于第二鐵芯23的外周邊或內(nèi)周邊 上的多個(gè)凹槽沿著圓周方向設(shè)置成使得第二導(dǎo)條27和第三導(dǎo)條29可以插入到其中。根據(jù) 實(shí)施例，鐵芯21和23也可以多級(jí)設(shè)置。導(dǎo)條25、27和29由第一導(dǎo)條25、第二導(dǎo)條27和第三導(dǎo)條29組成。導(dǎo)條25、27和 29由鋁或銅制成。多個(gè)第一導(dǎo)條25以圓周方向固定耦合到第一鐵芯21的內(nèi)周邊。同時(shí)， 多個(gè)第二導(dǎo)條27以圓周方向固定耦合于第二鐵芯23的外周邊，以及多個(gè)第三導(dǎo)條29以圓 周方向固定耦合于第二鐵芯23的內(nèi)周邊。定子40包括固定盤(pán)51，電樞鐵芯41和43，和電樞線圈45、47和49。所述固定盤(pán) 51固定耦合于固定軸10。所述電樞鐵芯41和43包括第一電樞鐵芯41和第二電樞鐵芯 43。第一電樞鐵芯41設(shè)置在第一鐵芯21和第二鐵芯23之間，且具有形成在其外側(cè)和內(nèi)側(cè) 41a和41b上的凹槽以至線圈可以纏繞。第一電樞鐵芯41的一側(cè)通過(guò)螺釘53固定到固定 盤(pán)51的其中一個(gè)表面。第二電樞鐵芯43設(shè)置在第二鐵芯23內(nèi)，并且固定到固定軸10上。而且，第二電 樞鐵芯43具有形成于其外側(cè)的凹槽以至線圈可以纏繞。此外，電樞鐵芯41和43如鐵芯21 和23由層疊薄硅鋼片制成以至磁力線可以允許輕松地穿過(guò)其中并且可以減少渦流電流。 電樞線圈45、47和49由第一電樞線圈45、第二電樞線圈47和第三電樞線圈49組成。第一 電樞線圈45纏繞在形成于第一電樞鐵芯41外側(cè)41a上的凹槽內(nèi)，而第二電樞線圈47纏繞 在形成于第一電樞鐵芯41內(nèi)側(cè)41b的凹槽內(nèi)。同時(shí)，第三電樞線圈49纏繞在凹槽內(nèi)，該凹 槽形成于第二電樞鐵芯43上。電樞線圈45、47和49可以使用三角形連接或星形連接的任 何一種。如果給電樞線圈45、47和49通上電流，則產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且由電樞線圈45、47和 49產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在導(dǎo)條25、27和29內(nèi)產(chǎn)生出感應(yīng)電流。這樣，旋轉(zhuǎn)力由電樞線圈45、47 和49產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和由導(dǎo)條25、27和29產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生。從而，轉(zhuǎn)子20繞固定軸10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。附圖3根據(jù)本發(fā)明，具有多級(jí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其附圖4 是如圖所示3實(shí)施例的側(cè)截面圖。如圖3所示的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)配置成軸是旋轉(zhuǎn)的，且包括旋轉(zhuǎn)軸110，轉(zhuǎn)子120和定子 140。轉(zhuǎn)子120包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)131，鐵芯121和123以及導(dǎo)條125、127和129。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)131 固定地耦合于旋轉(zhuǎn)軸110。鐵芯121和123以徑向方向設(shè)置，且它們根據(jù)半徑的大小，由第 一鐵芯121和第二鐵芯123組成。第一鐵芯121的一側(cè)一體地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)131的一個(gè)表 面，以及每個(gè)凹槽是以軸向方向形成在第一鐵芯121內(nèi)周邊上的多個(gè)凹槽是以圓周方向設(shè) 置以至將會(huì)在隨后描述的第一導(dǎo)條125可以插入其中。第二鐵芯123具有通過(guò)螺釘133可 分離地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)131的一個(gè)表面的一側(cè)。同時(shí)，多個(gè)凹槽沿著圓周方向設(shè)置以至第二 導(dǎo)條127和第三導(dǎo)條129可以插入其中，其中每個(gè)凹槽是以軸向方向形成于第二鐵芯123 的外周邊和內(nèi)周邊上。導(dǎo)條125、127和129由第一導(dǎo)條125、第二導(dǎo)條127和第三導(dǎo)條129 組成，且每個(gè)導(dǎo)條125、127和129的插入到形成于鐵芯121和123的內(nèi)側(cè)和外側(cè)每個(gè)凹槽 內(nèi)。定子140包括固定盤(pán)151，電樞鐵芯141和143以及電樞線圈145、147和149。固 定盤(pán)151通過(guò)軸承155耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸110。電樞鐵芯141和143由第一電樞鐵芯141和第 二電樞鐵芯143組成。第一電樞鐵芯141設(shè)置在第一鐵芯121和第二電樞鐵芯123之間且 通過(guò)螺釘153可分離地耦合于固定盤(pán)151的一側(cè)。同時(shí)，凹槽形成在第一電樞鐵芯141的 外側(cè)和內(nèi)側(cè)141a和141b上以纏繞線圈。第二電樞鐵芯143設(shè)置在第二鐵芯123內(nèi)且通過(guò) 螺釘可分離地耦合于固定盤(pán)151。凹槽形成在第二電樞鐵芯143的外側(cè)143a以纏繞線圈。電樞線圈145、147和149由第一電樞線圈145，第二電樞線圈147和第三電樞線圈 149組成。第一電樞線圈145纏繞在第一電樞鐵芯141的外側(cè)141a，和第二電樞線圈147 纏繞在第一電樞鐵芯141的內(nèi)側(cè)141b的外側(cè)。同樣，第三電樞線圈149纏繞在第二電樞鐵 芯143的外側(cè)143a上。如果電流流過(guò)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電樞線圈145，147和149，則產(chǎn)生扭矩，且這個(gè)扭矩使 得轉(zhuǎn)子120旋轉(zhuǎn)。因此，固定到轉(zhuǎn)子120的轉(zhuǎn)動(dòng)軸110旋轉(zhuǎn)。附圖1到4示出了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，其中鐵芯和電樞鐵芯軸向設(shè)置成一排。在 下文中，會(huì)說(shuō)明其中鐵芯和電樞鐵芯軸向設(shè)置成兩排的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)施例。附圖5示出了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，其中附圖1的實(shí)施例被軸向設(shè)置成兩排。如圖5所示的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括固定軸210，轉(zhuǎn)子220和定子240。所述轉(zhuǎn)子220包括鐵芯221、222、223和224以及轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)231和232。鐵芯221、222、 223和224軸向設(shè)置成兩排，第一排鐵芯221和223以及第二排鐵芯222和224的每一對(duì) 如圖1所示的實(shí)施例以軸向方向兩級(jí)設(shè)置。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)231和232由第一排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)231和第二 排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)232組成，并且每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)231或232通過(guò)軸承233可旋轉(zhuǎn)地耦合于固定軸210。 第一排鐵芯221和223通過(guò)螺釘235可分離地耦合于第一排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)231的一個(gè)表面，且第 二排鐵芯222和224通過(guò)螺釘235可分離地耦合于第二排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)232的一個(gè)表面。并且， 多個(gè)導(dǎo)條225、226、227、228、229或230以圓周方向插入到每個(gè)鐵芯221、222、223或224，與 圖1相同。
定子240包括固定盤(pán)251，電樞鐵芯241、242、243和244以及電樞線圈245、246、 247、248、249和250。電樞鐵芯241、242、243和244以軸向方向設(shè)置成兩排。第一排電樞 鐵芯241和243以及第二排電樞鐵芯242和244的每一對(duì)如圖1所示的實(shí)施例以徑向方向 兩級(jí)設(shè)置。同時(shí)，電樞線圈245、246、247、248、249和250圍繞電樞鐵芯241、242、243和244纏繞。固定盤(pán)251固定耦合于固定軸210，第一排電樞鐵芯241和243耦合于固定盤(pán)251 的一個(gè)表面，且第二排電樞鐵芯242和244耦合于固定盤(pán)251的另一個(gè)表面。在電樞鐵芯 241、242、243和244之中，電樞鐵芯241和242通過(guò)螺釘253可分離地相耦合，且電樞鐵芯 243和244壓緊配合地安裝在固定軸210周圍，從而固定于固定盤(pán)251。因此，在如圖5所 示的實(shí)施例中，如圖1所示實(shí)施例的轉(zhuǎn)子配置有在軸向方向兩級(jí)的鐵芯，且定子配置有以 軸向方向兩級(jí)的電樞鐵芯。附圖6示出了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，在其中如圖3的實(shí)施例被軸向設(shè)置成兩排。如圖6所示的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸310，轉(zhuǎn)子320和定子340。轉(zhuǎn)子320包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)331和332，鐵芯321、322、323和324，以及導(dǎo)條325、326、 327、328、329和330。鐵芯321、322、323和324以軸向方向設(shè)置成兩排。第一排鐵芯321 和323以及第二排322和324的每一對(duì)如圖3實(shí)施例所示徑向設(shè)置成兩級(jí)。同時(shí)，多個(gè)導(dǎo) 條325、326、327、328、329或330沿著圓周方向插入到每個(gè)鐵芯321、322、323和324。所述 轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)331和332包括第一排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)331和第二排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)332，并且每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)331或332 固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸310。第一排鐵芯321和323耦合于第一排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)331的一個(gè)表面，且第二排 鐵芯322和324耦合于第二排轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)332的一個(gè)表面。定子340包括固定盤(pán)351和352，電樞鐵芯341、342、343和344，以及電樞線圈345、 346、347、348、349和350。電樞鐵芯341、342、343和344以軸向方向設(shè)置成兩級(jí)。第一電 樞鐵芯341和343以及第二排電樞鐵芯342和344的每一對(duì)如圖3所示軸向設(shè)置成兩級(jí)。 同時(shí)，電樞線圈345、346、347、348、349和350圍繞電樞鐵芯341、342、343和344纏繞。固定盤(pán)351和352以軸向方向設(shè)置成兩級(jí)。且每個(gè)固定盤(pán)351或352通過(guò)軸承耦 合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸310從而相對(duì)其可轉(zhuǎn)動(dòng)。第一排電樞鐵芯341和343可分離的通過(guò)螺釘353耦 合于第一排固定盤(pán)351的一個(gè)表面，而第二排電樞鐵芯342，344通過(guò)螺釘353可分離地耦 合于第二排固定盤(pán)352的一個(gè)表面。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，提供了具有以徑向和軸向多級(jí)設(shè)置的轉(zhuǎn)子和定子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，從 而用小體積產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。同時(shí)當(dāng)用作發(fā)電機(jī)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)即使脾較小的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM) 也可以產(chǎn)生大的功率。本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的技術(shù)精神。本發(fā)明的范圍只由附加的權(quán) 利要求限制，且很明顯的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神做各種修改和改變。因 此，如果這些修改和改變對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很顯然，則屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種具有多級(jí)轉(zhuǎn)子并可用做發(fā)動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子，其包括在徑向方向多級(jí)設(shè)置的多個(gè)圓柱體鐵芯，每個(gè)鐵芯具有以軸向方向形成在其周邊并且沿著圓周方向設(shè)置的多個(gè)凹槽，以及插入到每級(jí)鐵芯凹槽內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)條；和定子，其包括在徑向方向一級(jí)或多級(jí)設(shè)置的電樞鐵芯，從而對(duì)著具有形成于其上的凹槽的所述周邊，以及纏繞在電樞鐵芯的周圍以與各自導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)的多個(gè)電樞線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述凹槽形成在鐵芯的內(nèi)周邊上。
3.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，更進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的固定軸，其中 轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括可旋轉(zhuǎn)地將每個(gè)鐵芯和固定軸相耦合的鐵芯耦合裝置，以及所述定子更 進(jìn)一步包括把每個(gè)電樞鐵芯固定到固定軸的電樞鐵芯耦合裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述鐵芯耦合裝置包括具有耦合于每個(gè)鐵 芯一側(cè)的一個(gè)表面的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)可旋轉(zhuǎn)地耦合于固定軸，并且電樞鐵芯耦合裝置 包括具有耦合于設(shè)置在各自鐵芯之間的每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的固定盤(pán)，所述固定 盤(pán)固定于固定軸。
5.如權(quán)利要求4所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成在鐵芯的在徑 向方向與所述內(nèi)周邊相對(duì)的外周邊上的凹槽和插入到形成在外周邊上的凹槽內(nèi)的多個(gè)導(dǎo) 條，以及定子更進(jìn)一步包括多個(gè)電樞線圈，其對(duì)應(yīng)于被插入到形成在所述外周邊上的凹槽 內(nèi)的各個(gè)導(dǎo)條在位于各自鐵芯之間的電樞鐵芯周圍纏繞。
6.如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，在所述電樞鐵芯中，和固定軸相鄰的電樞鐵 芯固定于固定軸。
7.如權(quán)利要求6所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述鐵芯可分離地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。
8.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，更進(jìn)一步包括位于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其中 轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括鐵芯耦合裝置，其固定地將每個(gè)鐵芯耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，以及定子更進(jìn)一步 包括電樞鐵芯耦合裝置，其相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地把每個(gè)電樞鐵芯固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
9.如權(quán)利要求8所示的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中鐵芯耦合裝置包括具有耦合于每個(gè)鐵芯一側(cè) 的一個(gè)表面的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，并且電樞鐵芯耦合裝置包括具有耦合于 每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的固定盤(pán)，所述固定盤(pán)相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
10.如權(quán)利要求9所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成于鐵芯的在徑 向方向與所述內(nèi)周邊相對(duì)的外周邊上的凹槽，以及插入到形成于外周邊上的凹槽內(nèi)的多個(gè) 導(dǎo)條，并且定子更進(jìn)一步包括多個(gè)電樞線圈，其圍繞位于各自鐵芯之間的電樞鐵芯纏繞，與 插入到在外周邊上的凹槽內(nèi)的導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)。
11.如權(quán)利要求10所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述鐵芯可分離地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。
12.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括導(dǎo)條和一級(jí)或多級(jí) 的圓柱體鐵芯，所述一級(jí)或多級(jí)的圓柱體鐵芯更進(jìn)一步以軸向方向設(shè)置，并且定子更進(jìn)一 步包括設(shè)置成對(duì)著更進(jìn)一步設(shè)置的圓柱體鐵芯的電樞鐵芯和多個(gè)電樞線圈。
13.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，還包括位于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心的固定軸，其中轉(zhuǎn) 子還包括可旋轉(zhuǎn)地將每個(gè)鐵芯耦合于固定軸的鐵芯耦合裝置，以及定子還包括用于固定地 將每個(gè)電樞鐵芯耦合于固定軸的電樞鐵芯耦合裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述鐵芯耦合裝置包括具有耦合于在徑 向方向以多級(jí)設(shè)置的每個(gè)鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)可旋轉(zhuǎn)地耦合于固定軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)在軸向方向以至少一級(jí)地設(shè)置，并且電樞鐵芯耦合裝置包括具有耦合于在 徑向方向以一級(jí)或多級(jí)設(shè)置的每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的固定盤(pán)，所述固定盤(pán)固定耦 合于固定軸，所述固定盤(pán)在軸向方向以至少一級(jí)地設(shè)置。
15.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成于鐵芯的在徑向 方向與所述內(nèi)周邊相對(duì)的外周邊上的凹槽以及插入到形成于外周邊上的凹槽內(nèi)的導(dǎo)條，并 且定子進(jìn)一步包括多個(gè)電樞線圈，其圍繞位于各自鐵芯之間的電樞鐵芯纏繞，與插入到形 成于外周邊的凹槽內(nèi)的導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)。
16.如權(quán)利要求15所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，在所述電樞鐵芯中，與固定軸相鄰的電樞 鐵芯固定于固定軸。
17.如權(quán)利要求16所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中每個(gè)鐵芯可分離地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。
18.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，更進(jìn)一步包括位于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸， 其中轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括固定地將每個(gè)鐵芯耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的鐵芯耦合裝置，并且定子更進(jìn)一 步包括相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地將每個(gè)電樞鐵芯固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的電樞鐵芯耦合裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，鐵芯耦合裝置包括具有耦合于在徑向方 向按多級(jí)設(shè)置的每個(gè)鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)固定地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所 述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)在軸向方向以至少一級(jí)地設(shè)置，并且電樞鐵芯耦合裝置包括具有耦合于在徑向方 向以一級(jí)或多級(jí)設(shè)置的每個(gè)電樞鐵芯一側(cè)的一個(gè)表面的固定盤(pán)，所述固定盤(pán)相對(duì)可旋轉(zhuǎn)地 耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述固定盤(pán)在軸向方向以至少一級(jí)地設(shè)置。
20.如權(quán)利要求19所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，轉(zhuǎn)子更進(jìn)一步包括形成在鐵芯的在徑向 方向與所述內(nèi)周邊相對(duì)的外周邊上的凹槽以及插入到形成在外周邊上的凹槽內(nèi)的導(dǎo)條，并 且定子更進(jìn)一步包括多個(gè)電樞線圈，所述電樞線圈圍繞位于各自鐵芯之間的電樞鐵芯纏 繞，與插入到形成在外周邊的凹槽內(nèi)的導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)。
21.如權(quán)利要求20所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，每個(gè)鐵芯可分離地耦合于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。
22.如權(quán)利要求1-20任何之一所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其中，所述導(dǎo)條是由鋁或銅制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其具有同心設(shè)置的多級(jí)轉(zhuǎn)子且可用做發(fā)電機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其包括具有多級(jí)設(shè)置的導(dǎo)條和多級(jí)設(shè)置的線圈的鐵芯，且其可用做發(fā)電機(jī)。本發(fā)明可以應(yīng)用于輪轂類型，其中軸是固定的而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的外殼是旋轉(zhuǎn)的，以及轉(zhuǎn)動(dòng)類型，其中外殼是固定的而軸是旋轉(zhuǎn)的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子。這里，轉(zhuǎn)子包括以徑向方向多級(jí)設(shè)置的多個(gè)圓柱體鐵芯，每個(gè)鐵芯具有多個(gè)以軸向方向形成在鐵芯周邊上且沿圓周方向布置的凹槽，以及插入到每級(jí)鐵芯凹槽內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)條。此外，定子包括在徑向方向一級(jí)或多級(jí)設(shè)置對(duì)著在其上形成有凹槽的所述周邊的電樞鐵芯，以及與各自的導(dǎo)條相對(duì)應(yīng)圍繞電樞鐵芯纏繞的多個(gè)電樞線圈。
文檔編號(hào)H02K17/12GK101889381SQ200880116856
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者樸桂正 申請(qǐng)人:樸桂正