一种双电机结构的制作方法

本实用新型涉及一种高效推进用双电机结构，属于电机技术领域。

背景技术：

电力推进是目前船舶推进装置中最有发展力的设备，其主要特点是节能、环保、高效。特别是当代海洋工程项目前景广阔，深海工程倍受重视，电力推进可以发挥独特的优势。船舶在工作时负载工况变化范围大，传统电力推进装置结构单一，无法在较宽的工况范围内同时保持较高的效率，这严重影响了船舶的续航能力。

永磁电机具有低转速、大扭矩、高效率的特性，适合用于船舶推进电机。当前主要用来作为船舶推进器的是螺旋桨。螺旋桨主要工作特点是低转速、大扭矩、高效率，这与永磁电机工作特性很吻合，所以将它们组合一起是一种最佳搭配。但是，传统结构的永磁电机同样无法在较宽的功率范围内同时保持较高的效率。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种双电机结构，通过将外电机组件的转轴设计成空心结构，将内电机组件设置在外电机组件的空腔内，实现对两个电机组件的嵌套，通过外电机组件或内电机组件输出功率，提高了电机输出功率的范围，保持较高的效率，同时，嵌套结构有效提高了空间体积利用效率；本实用新型实施例提供的双电机结构特别适用于负载工况、功率差别较大，且系统效率要求较高的应用场所，尤其是船舶电力推进系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种双电机结构，包括外电机组件和内电机组件，所述外电机组件包括外电机定子组件和外电机转子组件，所述外电机定子组件套设在所述外电机转子组件外，所述外电机转子组件包括外电机转轴、外电机磁钢和设置在所述外电机转轴和外电机磁钢之间的外电机磁轭，所述外电机转轴为空心轴结构，所述内电机组件位于所述外电机转轴的空腔内。

在一可选实施例中，所述的双电机结构还包括内外电机连接轴承，所述内电机组件包括内电机转子组件、内电机壳体及位于内电机转子组件和内电机壳体之间的内电机定子组件，所述外电机转轴的空腔端部为台阶结构，所述内电机壳体的端面与所述空腔端部台阶面对应，所述内外电机连接轴承位于所述内电机壳体端面与所述台阶面处，用于使所述外电机转轴与所述内电机壳体相对转动。

在一可选实施例中，所述的双电机结构还包括环形连接盘，所述外电机组件还包括外电机壳体，所述外电机定子组件容设在所述外电机壳体的空腔内，所述外电机壳体与所述内电机壳体通过所述环形连接盘固定连接。

在一可选实施例中，所述外电机转子组件还包括外电机旋转变压器转子，所述外电机旋转变压器转子设置在所述外电机转轴上，所述外电机定子组件包括外电机旋转变压器定子，所述外电机旋转变压器定子设置在所述环形连接盘上。

在一可选实施例中，所述内电机转子组件包括内电机转轴和内电机旋转变压器转子，所述内电机旋转变压器转子设置在所述内电机转轴上，所述内电机定子组件包括内电机旋转变压器定子，所述内电机旋转变压器定子设置在所述内电机壳体上。

在一可选实施例中，所述内电机转轴为空心轴。

在一可选实施例中，所述的双电机结构还包括离合器，所述离合器包括第一输入端、第二输入端及输出端，所述第一输入端用于与所述外电机组件连接，所述第二输入端用于与所述内电机组件连接；当所述第一输入端与所述外电机组件连接时，所述第二输入端与所述内电机组件分离，当所述第二输入端与所述内电机组件连接时，所述第一输入端与所述外电机组件分离。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型实施例提供的双电机结构，通过将外电机组件的转轴设计成空心结构，将内电机组件设置在外电机组件的空腔内，实现对两个电机组件的嵌套，通过外电机组件或内电机组件输出功率，提高了电机输出功率的范围，保持较高的效率；

(2)同时，嵌套结构有效提高了空间体积利用效率；

(3)本实用新型实施例提供的双电机结构特别适用于负载工况、功率差别较大，且系统效率要求较高的应用场所，尤其是船舶电力推进系统；

(4)通过离合器切换双电机的工作，便于根据工况自主选择电机进行工作，进一步提高了系统的整体工作效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的双电机结构剖面结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的双电机结构剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

参见图1，本实用新型实施例提供了一种双电机结构，包括外电机组件1和内电机组件2，外电机组件1和内电机组件2分别是两个独立的电机组件，其中，外电机组件1包括外电机定子组件11和外电机转子组件12，外电机定子组件11套设在外电机转子组件12外，外电机转子组件12包括外电机转轴121、外电机磁钢122和设置在所述外电机转轴和外电机磁钢之间的外电机磁轭123，外电机转轴121为空心轴结构，内电机组件2位于外电机转轴121的空腔内。

在工作时，可以根据工况需要，通过控制器控制内、外两台电机单独接入。

本实用新型实施例提供的双电机结构，通过将外电机组件的转轴设计成空心结构，将内电机组件设置在外电机组件的空腔内，实现对两个电机组件的嵌套，通过外电机组件或内电机组件输出功率，提高了电机输出功率的范围，保持较高的效率，同时，嵌套结构有效提高了空间体积利用效率；本实用新型实施例提供的双电机结构特别适用于负载工况、功率差别较大，且系统效率要求较高的应用场所，尤其是船舶电力推进系统。

在一可选实施例中，所述的双电机结构还包括内外电机连接轴承3，内电机组件2包括内电机转子组件21、内电机壳体22及位于内电机转子组件和内电机壳体之间的内电机定子组件23，外电机转轴121的空腔端部为台阶结构，内电机壳体22的端面与空腔端部台阶面对应，内外电机连接轴承3位于内电机壳体22端面与空腔端部台阶面处，用于使外电机转轴121与内电机壳体22相对转动。外电机连接轴承可以起到承接内外电机、支撑机械旋转体以及保证回转精度的作用。

进一步地，所述的双电机结构还包括环形连接盘4，外电机组件1还包括外电机壳体13和外电机轴承14，外电机转轴121通过外电机轴承14与外电机壳体13连接，以使外电机转轴121与外电机壳体13相对转动；外电机定子组件11容设在外电机壳体13的空腔内，外电机壳体13与内电机壳体22通过环形连接盘4固定连接，具体地，环形连接盘4上设有多个通孔，环形连接盘4通过螺栓固定在外电机壳体13与内电机壳体22上。

具体地，所述外电机转子组件还包括外电机旋转变压器转子124，外电机旋转变压器转子124设置在外电机转轴121上，外电机定子组件11包括外电机旋转变压器定子111、外电机定子铁心112、外电机定子绕组113和外电机端盖114，外电机旋转变压器定子111设置在环形连接盘4上。

内电机转子组件21包括内电机转轴211、内电机旋转变压器转子212、内电机磁钢213和设置在内电机转轴211和内电机磁钢213之间的内电机磁轭214，内电机转轴211通过内电机轴承215与内电机壳体22连接，且与内电机壳体22相对转动，内电机旋转变压器转子212设置在内电机转轴211上，内电机定子组件23包括内电机旋转变压器定子231、内电机定子铁心232、内电机定子绕组233和内电机端盖234，内电机旋转变压器定子231设置在内电机壳体22的端面上。

内电机旋转变压器主要作用是提供内电机转子位置信息，外电机旋转变压器主要作用是提供外电机转子位置信息。

在一优选实施例中，内电机转轴211为空心轴。空心轴结构既能减轻电机重量、降低转动惯量，还能提高电机的动态响应速度。

进一步地，参见图2，所述的双电机结构还包括离合器5，内、外电机组件均设有输出轴以输出扭矩，离合器5包括第一输入端、第二输入端及输出端，第一输入端用于与外电机组件1的输出轴连接，第二输入端用于与内电机组件2的输出轴连接；离合器5通过控制对输入端的切换，以及双向扭矩传递，实现对电机扭矩的输出，当第一输入端与外电机组件1连接时，第二输入端与内电机组件2分离，当第二输入端与内电机组件2连接时，第一输入端与外电机组件1分离。

通过离合器切换双电机的工作，便于根据工况自主选择电机进行工作，进一步提高了系统的整体工作效率，特别适用于对效率要求较高的船舶电力推进系统等应用场所。

本实用新型实施例中，外电机的装配顺序为：外电机定子铁心中嵌入外电机定子绕组形成外电机定子铁心组件，然后将外电机定子铁心组件与外电机壳体进行热装；然后将外电机转子磁轭与外电机转轴进行热装，外电机转子磁钢粘贴在外电机转子磁轭外周；最后将前后两个外电机轴承轻轻敲入外电机转轴上，完成外电机转子的装配；将外电机转子通过卡具沿外电机定子轴向从前端面推向后端面，直至外电机转子后轴承到达外电机壳体后端面轴承室位置，然后安装外电机端盖，至此，完成了整个外电机的装配

内电机的装配顺序与外电机相同，不同的是内电机端盖先不安装；

内外电机的装配顺序为：将内外电机后端连接轴承轻轻敲入内电机壳体上，将内电机转子通过卡具沿外电机轴线向从后端面推向前端面，直至内外电机后端连接轴承到达外电机转轴轴承室位置，然后将内外电机前端连接轴承从前端面轻轻推向后端面，直至内外电机前端连接轴承到达外电机转轴轴承室位置，并安装内电机端盖；

然后，安装内、外电机旋转变压器，内电机旋转变压器定子安装在内电机壳体端面上，其转子安装在内电机转轴上；外电机旋转变压器定子安装在双电机壳体连接盘上，其转子安装在内电机转轴上；

之后，安装环形连接盘，将内、外电机的壳体固定在一起，两者保持相对静止。至此，双电机的装配完成。

最后，将离合器的输入轴与内、外电机的输出轴进行连接，即完成了整个双电机的结构。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。所述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的人员可以对所述的具体实施例做不同的修改或补充或采用类似的方式代替，但不偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。