双定子电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种双定子电机。

背景技术：

驱动电机是混合动力汽车等新能源汽车应用领域中的重要技术之一，混合动力汽车驱动用电机需要有宽的调速范围和高效的运行区域。普通永磁电机结构简单，工作效率高，但由于其恒转矩特性，难以满足宽的调速范围和高效的运行区域要求，因此难以满足混合动力汽车用电机高性能要求。

随着电机技术的不断发展，并列式双定子永磁电机也得到了很好的研究和发展，出现了许多易于起动、便于调速的双定子永磁电机，这类双定子永磁电机的基本结构是：外壳内设有双定子结构，转轴上设有双转子结构。

但是，并列式的双定子结构因定子的并排安装以及为了保证转轴转动的稳定性而在转轴两端设置的支撑轴承，均导致转轴的长径比增加，在高速转动下，高的转轴长径比会带来一系列的动力学问题，如震动、平衡性和稳定性等，且转轴的长度增加会导致电机的体积过大，安装空间要求高等问题。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中双定子电机体积过大的缺陷，从而提供一种双定子电机。

为了解决上述问题，本发明提供了一种双定子电机，包括转轴，并排设置在所述转轴上的第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部具有第一转子和第一定子，所述第二驱动部具有第二转子和第二定子，还包括：气盘，夹设在所述第一驱动部和所述第二驱动部之间；径向空气轴承定子，分别设置在所述第一转子和所述第一定子之间以及所述第二转子和所述第二定子之间；其中，所述气盘连通所述径向空气轴承定子。

进一步地，所述径向空气轴承定子设置在所述第一定子和所述第二定子的内侧面上。

进一步地，所述第一定子和所述第二定子的内侧面上分别成型有第一环状凸起，所述径向空气轴承定子的外周面贴合所述第一环状凸起的顶端设置，以使所述径向空气轴承定子的外周面分别与所述第一定子和所述第二定子的内侧面形成一端封闭的轴向均气室。

进一步地，所述第一环状凸起被构造为远离所述气盘设置。

本发明中的双定子电机还包括止推空气轴承定子，分别设置在所述第一转子和所述气盘之间以及所述第二转子与所述气盘之间，所述气盘连通所述止推空气轴承定子。

进一步地，所述径向空气轴承定子的内侧面和所述止推空气轴承定子的内侧面，分别与所述第一转子的外侧面和所述第二转子的外侧面间存在间隙，所述间隙被构造为气膜成型室。

进一步地，两个所述止推空气轴承定子对称设置在所述气盘的两轴向端面上。

进一步地，所述轴向端面上成型有凹槽，所述止推空气轴承定子嵌装在所述凹槽内。

进一步地，所述凹槽的槽底上成型有第二环形凸起，所述止推空气轴承定子的外端面贴合所述第二环形凸起的顶端设置，以使所述止推空气轴承定子的外端面与所述轴向端面间形成径向均气室。

本发明中的双定子电机中所述气盘还包括：若干沿其径向呈辐射状设置的径向气道；以及沿其轴向设置且连通在所述径向气道上的第一轴向气道和第二轴向气道；其中所述第一轴向气道的末端与所述轴向均气室连通，所述第二轴向气道的末端与所述径向均气室连通。

进一步地，若干所述径向气道等间隔成型在同一圆周上。

本发明中的双定子电机还包括壳体，罩设在所述第一定子和所述第二定子的外周面上，其对应所述径向气道的进气端成型有进气口，外界气体经所述进气口流入所述径向气道内。

进一步地，所述壳体的周面内侧沿其周向开设有环形凹槽，所述气盘设置有所述径向气道的部分周面抵接在所述环形凹槽的槽口处，以形成周向均气室。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明中的双定子电机包括转轴，并排设置在转轴上的第一驱动部和第二驱动部，第一驱动部具有第一转子和第一定子，第二驱动部具有第二转子和第二定子，还包括：气盘，夹设在第一驱动部和第二驱动部之间；径向空气轴承定子，分别设置在第一转子和第一定子之间以及第二转子和第二定子之间；其中，气盘连通径向空气轴承定子。

本发明中区别于现有技术中的双定子电机对转轴的支撑，改为对电机转子支撑，即上述的第一转子和第二转子，于此基础上，通过改善电机转子的表面加工工艺，将电机转子的一部分直接用作空气轴承的转子，实现了在本发明中只需设置径向空气轴承定子即可完成对电机转子的支撑作用，省去了空气轴承转子部分，简化了电机结构，特别于径向尺寸均可得到有效减少，从而降低整个电机的体积。

2.本发明中的双定子电机中径向空气轴承定子设置在第一定子和第二定子的内侧面上。径向空气轴承定子于本发明中直接固定在第一定子和第二定子的内侧面上，不需要再增加额外的固定结构，可进一步减少电机的径向尺寸。

3.本发明中的双定子电机中第一定子和第二定子的内侧面上分别成型有第一环状凸起，径向空气轴承定子的外周面贴合第一环状凸起的顶端设置，以使径向空气轴承定子的外周面分别与第一定子和第二定子的内侧面形成一端封闭的轴向均气室。轴向均气室可使外界通入的气体更加均匀快速的进入到径向空气轴承定子中。

4.本发明中的双定子电机中第一环状凸起被构造为远离气盘设置，以此设计的第一环状凸起可使轴向均气室尽可能的覆盖整个径向空气轴承定子的外周面，以保证径向空气轴承定子的进气效率。

5.本发明中的双定子电机中还包括止推空气轴承定子，分别设置在所述第一转子和所述气盘之间以及所述第二转子与所述气盘之间，所述气盘连通所述止推空气轴承定子。在一些电机中其在进行负载运动时还会产生轴向的分力，需要在设置止推轴承，本发明中将电机转子的端面经过加工用作止推空气轴承的转子，减少止推轴承其在轴向上对空间的占用，可较小电机的轴向尺寸。

6.本发明中的双定子电机中径向空气轴承定子的内侧面和止推空气轴承定子的内侧面，分别与第一转子的外侧面和第二转子的外侧面间存在间隙，间隙被构造为气膜成型室，从径向空气轴承定子中出来的高压气体在气膜成型室中形成高压气膜，以实现对第一转子和第二转子的支撑作用。

7.本发明中的双定子电机中两个止推空气轴承定子对称设置在气盘的两轴向端面上，轴向端面上成型有凹槽，止推空气轴承定子嵌装在凹槽内，将止推空气轴承定子嵌装在气盘上的凹槽内，减少了止推空气轴承定子对电机轴向空间的利用，可进一步缩减电机的体积。

8.本发明中的双定子电机中凹槽的槽底上成型有第二环形凸起，止推空气轴承定子的外端面贴合第二环形凸起的顶端设置，以使止推空气轴承定子的外端面与轴向端面间形成径向均气室。径向均气室可使外界通入的气体更加均匀快速的进入到止推空气轴承定子中。

9.本发明中的双定子电机中壳体的周面内侧沿其周向开设有环形凹槽，气盘设置有径向气道的部分周面抵接在环形凹槽的槽口处，以形成周向均气室。从进气口进入的气体先进入到周向均气室内，均匀填充在周向均气室内进行均压处理后，进入到径向气道内，以保证每条径向气道内气体压力的一致性，为空气轴承的工作提供有力保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例中的双定子电机的全剖视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明提供的实施例中的双定子电机的壳体结构示意图；

图4为本发明提供的实施例中的双定子电机的气盘结构示意图；

图5为本发明提供的实施例中的双定子电机的气盘的轴向剖视图；

图6为本发明提供的实施例中的双定子电机的气盘的径向剖视图；

图7为本发明提供的实施例中的双定子电机的中第一环状凸起的位置示意图。

附图标记说明：

100－转轴；

200－第一驱动部；201－第一转子；202－第一定子；

300－第二驱动部；301－第二转子；302－第二定子；

400－气盘；401－轴向端面；402－凹槽；403－径向均气室；404－径向气道；405－第一轴向气道；406－第二轴向气道；

500－径向空气轴承定子；

600－止推空气轴承定子；

700－第一环状凸起；

800－轴向均气室；

900－气膜成型室；

110－壳体；111－进气口；112－周向均气室；113－环形凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1到图7所示，为本实施例提供的一种双定子电机，包括转轴100，并排设置在转轴100上的第一驱动部200和第二驱动部300，第一驱动部200具有第一转子201和第一定子202，第二驱动部300具有第二转子301和第二定子302，还包括：气盘400，夹设在第一驱动部200和第二驱动部300之间；径向空气轴承定子500，分别设置在第一转子201和第一定子202之间以及第二转子301和第二定子302之间；其中，气盘400连通径向空气轴承定子500。

还需说明的是本实施例中的电机在负载时电机轴还受到轴向的作用力，故本实施例中还包括止推空气轴承定子600，分别设置在所述第一转子201和所述气盘400之间以及所述第二转子301与所述气盘400之间，所述气盘400连通所述止推空气轴承定子600。本实施例中将电机转子的端面经过加工用作止推空气轴承的转子，减少止推轴承其在轴向上对空间的占用，可较小电机的轴向尺寸。

本实施例中的双定子电机整体呈近圆柱状，如图3中所示，其具有圆柱状的壳体110，在壳体110的两端分别安装有电机端盖311，电机端盖311与壳体110的开口对应处成型有环形支撑边，以实现对壳体110的定位和安装。在壳体110的端面处加工有安装孔114，电机端盖311通过螺钉锁付在壳体110上。

本实施例中转轴100以过盈配合的方式同时穿接在第一转子201和第二转子301上，在磁动力作用下随第一转子201和第二转子301一起转动。

因本实施例中使用的是空气轴承，需要外界对其提供气体，本实施例中在壳体110的轴向中间处嵌装了气盘400。

本实施例的区别于现有技术中的双定子电机对转轴的支撑，改为对电机转子支撑，即上述的第一转子201和第二转子301，于此基础上，通过改善电机转子的表面加工工艺，将电机转子的一部分直接用作空气轴承的转子，实现了在本实施中只需设置径向空气轴承定子500和止推空气轴承定子600即可完成对电机转子的支撑作用，省去了空气轴承转子部分，简化了电机结构，特别于电机的轴向和径向尺寸均可得到有效减少，从而降低整个电机的体积。

如图2所示，径向空气轴承定子500安装在第一定子202和第二定子302的内侧面上，具体地径向空气轴承定子500的外周面与所述第一定子202和所述第二定子302的内侧周面贴合，以热加工工艺过盈配合的方式，实现对其两者的固定，不需要再增加额外的固定结构，可进一步减少电机的径向尺寸。

进一步地，如图7所示，在第一定子202和第二定子302的内侧面上分别成型有第一环状凸起700，径向空气轴承定子500的外周面贴合第一环状凸起700的顶端设置，以使径向空气轴承定子500的外周面分别与第一定子202和第二定子302的内侧面形成一端封闭的轴向均气室800，轴向均气室800可使外界通入的气体更加均匀快速的进入到径向空气轴承定子500中。

本实施例中第一环状凸起700被构造为远离气盘400设置，即靠近电机端盖311设计，以此设计的第一环状凸起700可使轴向均气室800尽可能的覆盖整个径向空气轴承定子500的外周面，以保证径向空气轴承定子500的进气效率。

进一步地，可在第一环形凸起700的顶端或径向空气轴承定子500的外周面上对应第一环形凸起700处涂布密封胶，以防止漏气。

如图2所示，径向空气轴承定子500的内侧面和止推空气轴承定子600的内侧面，分别与第一转子201的外侧面和第二转子301的外侧面间存在间隙，间隙被构造为气膜成型室900。从径向空气轴承定子500中出来的高压气体在气膜成型室中形成高压气膜，以实现对第一转子201和第二转子301的支撑作用。

为了克服转轴100的轴向力，两个止推空气轴承定子600对称安装在气盘400的两轴向端面401上。

本实施例中轴向端面401上成型有凹槽402，止推空气轴承定子600以过盈配合的方式嵌装在凹槽402内。将止推空气轴承定子600嵌装在气盘400上的凹槽402内，减少了止推空气轴承定子600对电机轴向空间的利用，可进一步缩减电机的体积。

为了实现向止推空气轴承定子600供气，凹槽402的槽底上成型有第二环形凸起，止推空气轴承定子600的外端面贴合第二环形凸起的顶端设置，以使止推空气轴承定子600的外端面与轴向端面401间形成径向均气室403。径向均气室403的作用同轴向均气室800。

本实施例中凹槽402的槽型为圆柱状，其槽底靠近槽壁处向槽口方向成型处第二环形凸起，结构简单，易于设计。

经上面的阐述，轴向均气室800和径向均气室403分别与外界气体连通，使气体经过本实施例中的径向空气轴承定子500和止推空气轴承定子600作用后在气膜成型室900内形成高压气模。其中关于气模成型室900的形成，与双定子电机的第一转子201和第二转子301配合作用，取代了传统的空气轴承中的定子，以减少轴承对电机内部空间的需求，减少电机的体积。

下面对气盘400进行具体的阐述：

气盘400主要是对本实施例中的轴向均气室800和径向均气室403内通入气体，如图4所示气盘400还包括：若干沿其径向呈辐射状设置的径向气道404；以及沿其轴向设置且连通在径向气道404上的第一轴向气道405和第二轴向气道406；其中第一轴向气道405的末端与轴向均气室800连通，第二轴向气道406的末端与径向均气室403连通。

如图6所示，若干径向气道404等间隔成型在同一圆周上，径向气道404的均匀辐射状设置可保证第一轴向气道405和第二轴向气道406进气的均匀性。

本实施例中在壳体110上，其对应径向气道404的进气端成型有进气口111，外界气体经进气口111流入径向气道404内。

壳体110的周面内侧沿其周向开设有环形凹槽113，气盘4设置有径向气道404的部分周面抵接在环形凹槽113的槽口处，以形成周向均气室112。从进气口11进入的气体先进入到周向均气室112内，均匀填充在周向均气室112内进行均压处理后，进入到径向气道404内，以保证每条径向气道404内气体压力的一致性，为空气轴承的工作提供有力保证。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。