[实用新型]轴向多层定、转子电机

说明书

                        技术领域

本实用新型涉及一种电机，具体涉及一种由轴向排列的圆盘转定子、转子构成的电机。

                        背景技术

电机(包括电动机和发电机)应用的领域十分广泛，因此提高电机的效率对于节约能源以及电机在某些场合的应用有着重要的意义。传统的电机，通常由一个定子和一个转子组成，以感应式电机为例，定子由定子铁芯和定子绕组组成，定子铁芯由硅钢片叠合成圆筒状，嵌入电机的外壳内，定子铁芯上均匀分布有多个与电机轴平行设置的槽，槽内设有定子绕组；转子位于定子的圆筒形空腔内，与定子间隔有气隙，转子铁芯装在电机轴上，转子铁芯表面嵌有与电机轴平行的铜嵌条，并由短路环连接，电机轴两端通过轴承与外壳的两侧端盖连接。当定子绕组通电后，在定子的周围形成旋转磁场，转子在旋转磁场的作用下在铜嵌条内感应出电流，使转子受定子磁场的作用旋转，带动电机轴转动输出。这种由外围圆筒形的定子和内部圆柱形的转子组成的结构，已经成为电机的标准组成结构，在电磁式、感应式和恒磁式电机中均广泛采用。

我们以电动机为例分析其结构与功率的关系。

决定电机作功(将电能转化为机械能)的主要因素，可以简单地以公式F＝B×I×L表达，

式中：F——载流导线所受的电磁力，

      B——磁场中某点的磁感应强度，

      I——受力导线中通过的电流，

      L——与磁场方向垂直的导线长度。

因此，要增大作功的能力，必须增大B×I×L的积。

对上述结构中的电机而言，其磁场B可认为是由定子决定的，B＝μNI/L，其中的磁导μ受定子铁芯材料制约，N为定子线圈的匝数，I为通过该线圈的电流大小，因而磁场B的大小受到制约，对定子的单个磁极而言，B值的递增只能制约在一定的范围内。

I×L主要与电机的转子有关，以感应式电动机为例，I取决于e(感应电动势)，e＝B×L×V，在确定的条件下，B、V为常数(交流电机中，V由电频率确定，B由材料的磁导μ及几何尺寸确定)，只有增加L，即增加导线的根数或增长每根导线的长度，来增大I×L的积，这样，势必增大转子的表面积(S)。

可见，在这种单定子和转子的结构下，要增加电机功率，一是增大材料的磁导μ，这样势必大大增加电机的成本；是增大定子、转子的工作面积，这会导致电机体积的增大。

特别是，在材料确定的情况下，增大工作面积的做法存在着较大的问题，即：由于转子体积增大，使转子的质量增大，增加了起动的难度；同时，转子体积增大后，使得定子产生的磁场通过转子的磁路长度增加，从而会导致磁通量的降低，反过来又会影响电机功率的增加。

因此，在这种由圆柱形的转子和其外围的圆筒形的定子构成的电机结构下，只能靠增加体积来制作大功率电机，难以满足使用大功率电机以及某些需要薄形电机的场合的需求。只有对电机的内部结构进行改变，有效利用交变磁场的能量，才能在同等功率输出的情况下减小电机的体积和重量，适应生产实际的需要。

                        发明内容

本实用新型目的是提供一种轴向式的多层电机，通过对定、转子形式的改变，提高相同体积的电机功率和工作效率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种轴向多层定、转子电机，包括壳体、定子、转子和电机轴，所述定子和转子为圆盘式结构，转子中央固定在电机轴上，定子圆盘中央开孔，活套于电机的转动部分，外周固定在壳体上，至少包括有2个定子和3个转子，定子和转子相间排列，转子个数比定子多1个。

上述技术方案中，由多个组合式定子与多个转子，按轴向交隔排列，组成轴向多层电机，其排列形式为：转子—定子—转子……定子—转子；由定子产生的磁场方向与电机轴平行，与圆平面作垂直均衡分布，通过定子线圈的电流作相序变化，使得与电机轴平行的磁场围绕电机轴作圆周旋转，从而驱动转子旋转运动。

上述技术方案中，所述定子可以由定子底板、定子垫圈和定子盖板构成框架，定子底板和定子盖板上周向均匀分布有铁芯孔，铁芯孔内固定有定子铁芯，定子铁芯周围绕有定子线圈；其中，所述定子底板上的铁芯孔为冲压而成，其两端冲压有定位架，所述定子铁芯固定在定子底板上的定位架内，定子线圈沿定位架绕制。

上述技术方案中，所述相邻转子间设有转子垫圈，转子垫圈中央与电机轴固定连接，转子垫圈的外径小于定子中央的孔，转子垫圈的厚度与相邻转子间的距离相当。