專利名稱：多動力馬達及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動馬達，更具體地說，涉及一種多動力馬達及其裝配方法。
背景技術(shù)：
電動馬達是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的動力設(shè)備。在機械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其它各種工業(yè)中，馬達被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高， 需要采用各種各樣的控制馬達作為自動化系統(tǒng)的元件。一般來說，現(xiàn)有的電動馬達主要由安裝在機殼內(nèi)的一組定子和轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，轉(zhuǎn)子固定于轉(zhuǎn)軸上，定子固定于機殼上。接通電流后，轉(zhuǎn)子在電磁力矩作用下開始旋轉(zhuǎn)，進而通過轉(zhuǎn)軸向外輸出機械功率。然而，現(xiàn)有的這種電動馬達的額定功率是單一的、固定的。對于某些以電動馬達驅(qū)動的設(shè)備，要求起動時轉(zhuǎn)矩很大，起動后正常運行時轉(zhuǎn)矩減小，為滿足起動轉(zhuǎn)矩的要求，這些設(shè)備必須配備額定功率遠大于正常運行時的功率的馬達，造成負載率很低，馬達效率、功率因數(shù)也很低，因而造成電能浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種多動力馬達及其裝配方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提出一種多動力馬達，包括一轉(zhuǎn)軸以及共軸串聯(lián)安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的多組馬達結(jié)構(gòu)，其中每組馬達結(jié)構(gòu)包括一組轉(zhuǎn)子和定子以及機殼，所述轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述定子固定于機殼的內(nèi)壁；每兩組馬達結(jié)構(gòu)之間由安裝于所述轉(zhuǎn)軸上的一中蓋隔開，所述轉(zhuǎn)軸的前、后兩端分別通過軸承由鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上的前、后端蓋所支撐。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述每組馬達結(jié)構(gòu)還包括對應(yīng)于每一組轉(zhuǎn)子和定子設(shè)置的一換向器和一對電刷。所述一對電刷安裝于對應(yīng)機殼的周壁上沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置的一對電刷安裝孔內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述中蓋包括蓋體和從蓋體的軸向前后兩側(cè)延伸出的直徑稍小的前端和后端，所述中蓋的前端和后端插入對應(yīng)的前后兩個機殼內(nèi)，且所述中蓋的蓋體外沿與對應(yīng)的前后兩個機殼相抵并鎖緊。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述端蓋包括外端和直徑稍小的內(nèi)端，所述端蓋的內(nèi)端插入相應(yīng)機殼內(nèi)，所述端蓋的外端與所述相應(yīng)機殼的外端面相抵并鎖緊。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述多組馬達結(jié)構(gòu)包括第一組馬達結(jié)構(gòu)和第二組馬達結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提出一種如上所述的多動力馬達的裝配方法，包括如下步驟將中蓋套裝于轉(zhuǎn)軸上；在所述中蓋的兩側(cè)分別安裝一組馬達結(jié)構(gòu)，其中每組馬達結(jié)構(gòu)包括一組轉(zhuǎn)子和定子以及機殼；
將前、后端蓋分別通過軸承裝于所述轉(zhuǎn)軸的前、后兩端并鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述安裝一組馬達結(jié)構(gòu)的步驟進一步包括在所述轉(zhuǎn)軸上固定一轉(zhuǎn)子；在所述轉(zhuǎn)子上套裝一定子；將機殼套入中蓋的直徑稍小的一端，使中蓋的蓋體外沿與機殼相抵并鎖緊。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述安裝一組馬達結(jié)構(gòu)的步驟還包括在所述轉(zhuǎn)軸上安裝一對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的換向器；在所述機殼的周壁上沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置的一對電刷安裝孔內(nèi)安裝一對電刷。根據(jù)本發(fā)明的實施例中，所述將前、后端蓋分別鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上的步驟進一步包括將所述端蓋的直徑稍小的內(nèi)端插入相應(yīng)機殼內(nèi)，將所述端蓋的外端與所述相應(yīng)機殼的外端面相抵并鎖緊。本發(fā)明的多動力馬達采用多組馬達結(jié)構(gòu)共軸串聯(lián)安裝的設(shè)計，多組馬達結(jié)構(gòu)工作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可在轉(zhuǎn)軸上得到綜合。通過外部控制電路接通其中一組或多組馬達結(jié)構(gòu)的電源，該多動力馬達可提供不同的機械功率輸出，以滿足不同的需求，從而提高馬達的負載率和工作效率，節(jié)省能源。而且，本發(fā)明多動力馬達的多組馬達結(jié)構(gòu)可選擇性的交替使用，能夠保證在一組馬達結(jié)構(gòu)故障時由其它馬達結(jié)構(gòu)繼續(xù)提供動力，確保了設(shè)備持續(xù)運行。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的多動力馬達的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的多動力馬達的立體結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的多動力馬達的裝配關(guān)系示意圖；圖4是圖2中的機殼的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖2中的前端蓋的剖視圖；圖6是圖2中的中蓋的剖視圖；圖7是圖2中的電刷的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所涉及的電動馬達，由同軸安裝的多組轉(zhuǎn)子和相應(yīng)的多組定子構(gòu)成，通過外部控制電路來接通其中一組或多組定、轉(zhuǎn)子的電源使其工作，便可為該電動馬達提供不同的輸出功率，以滿足使用該馬達的設(shè)備的不同動力需求。圖1和圖2所示分別是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多動力馬達的整體結(jié)構(gòu)示意圖和爆炸圖。如圖所示，該電動馬達100可視為由兩臺普通的馬達(即馬達結(jié)構(gòu)10和馬達結(jié)構(gòu) 20)共軸串聯(lián)組裝而成，包括后端蓋11、第一機殼12、第一定子13、第一轉(zhuǎn)子14、第一換向器15、第一對電刷16a和16b、中蓋30、第二對電刷26a和^b、第二換向器25、第二轉(zhuǎn)子M、第二定子23、第二機殼22、前端蓋21、和轉(zhuǎn)軸40。其中，第一轉(zhuǎn)子14和第二轉(zhuǎn)子M同軸固定安裝在轉(zhuǎn)軸40上。兩個轉(zhuǎn)子14和M 可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種方式來實現(xiàn)與轉(zhuǎn)軸40的固接，例如，通過鍵槽配合，又例如，通過轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子軸孔之間全接觸的緊配合。對應(yīng)的第一定子13和第二定子23亦同軸固定安裝于第一機殼12和第二機殼22的內(nèi)壁。兩個定子13和23可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種方式來實現(xiàn)與相應(yīng)機殼的固定。例如如圖所示實施例中，大致方形的轉(zhuǎn)子13、23通過其四個弧形角部卡于機殼內(nèi)壁而固定。第一定子13和第一轉(zhuǎn)子14之間，以及第二定子23和第二轉(zhuǎn)子M之間，可以采用0對0設(shè)計，即使定子內(nèi)孔沖壓直徑等于轉(zhuǎn)子沖壓外徑，然后對定子內(nèi)孔和轉(zhuǎn)子外圓周進行研磨，使得定子與轉(zhuǎn)子二者之間的氣隙減少到最低尺寸。這樣的0 對0設(shè)計可以增加馬達的扭力，提高功率因數(shù)。第一轉(zhuǎn)子14和第二轉(zhuǎn)子M上設(shè)有轉(zhuǎn)子繞組，第一定子13和第二定子23上設(shè)有定子繞組，各轉(zhuǎn)子和定子的繞組數(shù)量和接線方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，故在此不做詳述。第一換向器15和第二換向器25也同軸安裝于轉(zhuǎn)軸40上，與電刷對配合工作以用于對第一轉(zhuǎn)子14和第二轉(zhuǎn)子M上的電流進行換向。第一換向器15 和第二換向器25可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種形式的換向器。該多動力馬達100中，第一機殼12與中蓋30、后端蓋11配合將第一組馬達結(jié)構(gòu) 10的定子、轉(zhuǎn)子、換向器和電刷對容置起來，第二機殼22與中蓋30、前端蓋21配合將第二組馬達結(jié)構(gòu)20的轉(zhuǎn)子、定子、換向器和電刷對容置起來。圖4所示是根據(jù)本發(fā)明實施例的馬達所采用的機殼(例如第二機殼22)的結(jié)構(gòu)示意圖。該第二機殼22大致成圓筒形，具有外端面222和內(nèi)端面223，其外端面222上開設(shè)有多個均布的螺紋孔224以用于固定前端蓋21。該螺紋孔2 可以貫通至第二機殼22的內(nèi)端面223。第二機殼22的周壁上沿徑向?qū)ΨQ開設(shè)有兩個電刷安裝孔221，該兩個電刷安裝孔221在第二機殼22的軸向上正好對著容置在第二機殼22內(nèi)的第二換向器25。第二對電刷^^和^b分別安裝在這兩個電刷安裝孔221內(nèi)，以確保與第二換向器25電接觸。同樣， 第一機殼12具有與圖4所示的第二機殼22相同的結(jié)構(gòu)，第一對電刷16a和16b分別安裝在第一機殼12周壁上的電刷安裝孔內(nèi)。再參見圖7，每一個電刷(例如電刷16a、16bJ6a、 和^b)包括電刷支架161和安裝在該電刷支架161末端的碳極162，電刷支架161插入機殼上的電刷安裝孔內(nèi)使碳極162與換向器接觸，并通過螺釘穿過其上設(shè)置的螺紋孔163鎖緊在機殼的周壁上。圖5所示是根據(jù)本發(fā)明實施例的馬達所采用的端蓋(例如前端蓋21)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，前端蓋21呈圓形，包括直徑較大的外端212和直徑較小的內(nèi)端213，從而在內(nèi)外端之間形成臺階。裝配時，前端蓋21的內(nèi)端213插入第二機殼22內(nèi)，前端蓋21的外端212與第二機殼22的外端面222相抵。前端蓋21的外端212上沿周向開設(shè)有與第二機殼22上的螺紋孔相對應(yīng)的多個螺紋孔214，以便通過螺釘將前端蓋21鎖緊固定在第二機殼22上并確保二者的同軸度。此外，前端蓋21的中部還設(shè)有軸承座211，用于通過軸承支承轉(zhuǎn)軸40的前端(即輸出端)。同樣，后端蓋11具有與前端蓋21相同的結(jié)構(gòu)，通過螺釘固定安裝在第一機殼12的外端，并設(shè)有軸承座以通過軸承支承轉(zhuǎn)軸40的后端。第一機殼12和第二機殼22的內(nèi)端分別與中蓋30的兩側(cè)接合。中蓋30的結(jié)構(gòu)在圖6中示出，其可以視為是前端蓋21與后端蓋11的合二為一。如圖6所示，中蓋30呈圓形，包括蓋體31和從蓋體31的軸向前后兩側(cè)延伸出的直徑稍小的前端32和后端33，蓋體 31沿其周向外沿開設(shè)有均布的多個螺紋孔34。裝配時，中蓋30的后端33插入第一機殼12 的內(nèi)端使第一機殼12的內(nèi)端面與中蓋30的蓋體31的后側(cè)面相抵，中蓋30的前端32插入第二機殼22的內(nèi)端使第二機殼22的內(nèi)端面與中蓋30的蓋體31的前側(cè)面相抵，然后可以通過螺釘將中蓋30與第一機殼12、第二機殼22鎖緊固定。再如圖6所示，中蓋30的中心開設(shè)軸孔35，以便安裝轉(zhuǎn)軸40。通過以上所介紹的兩組馬達結(jié)構(gòu)10和20共軸串聯(lián)安裝的設(shè)計，兩組馬達結(jié)構(gòu)10 和20工作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可在轉(zhuǎn)軸40上得到綜合，該電動馬達100可提供更高的機械功率輸出。通過外部控制電路同時接通兩組馬達結(jié)構(gòu)10和20的電源，兩組定、轉(zhuǎn)子同時工作，在慣性的幫助下可提供比單獨的一組定、轉(zhuǎn)子的輸出功率的兩倍更大的機械功率輸出。僅接通其中一組馬達結(jié)構(gòu)(例如馬達結(jié)構(gòu)10)的電源時，其內(nèi)的一組定、轉(zhuǎn)子工作，而另一組馬達結(jié)構(gòu)(例如馬達結(jié)構(gòu)20)不工作，該電動馬達100的總輸出功率減小。因此，根據(jù)本發(fā)明的這種電動馬達100通過使其一組或兩組馬達結(jié)構(gòu)工作，能夠根據(jù)實際使用的需求提供不同的功率輸出，提高該電動馬達的負載率和工作效率，節(jié)省能源。因而這種電動馬達尤其適合用于起動轉(zhuǎn)矩遠大于正常運行轉(zhuǎn)矩的那些設(shè)備。此外，根據(jù)本發(fā)明的這種電動馬達100 還很適合用于需要持續(xù)運行的設(shè)備，其中的一組馬達結(jié)構(gòu)用作另一種馬達結(jié)構(gòu)的備用，可以在一組馬達結(jié)構(gòu)發(fā)生故障時由另一組馬達結(jié)構(gòu)提供動力來確保設(shè)備持續(xù)運行。而且，兩組馬達結(jié)構(gòu)的交替使用也能延長該電動馬達100的使用壽命。以下將結(jié)合圖3來介紹圖1所示的電動馬達100的裝配過程。如圖3所示，在組裝電動馬達100時，首先，將中蓋30裝于轉(zhuǎn)軸40的中部。然后，在中蓋30兩側(cè)分別安裝第一組馬達結(jié)構(gòu)10和第二組馬達結(jié)構(gòu)20。例如，在中蓋30后側(cè)的轉(zhuǎn)軸40上依次安裝第一換向器15和第一轉(zhuǎn)子14，并將第一定子13套裝在第一轉(zhuǎn)子14上；在中蓋30前側(cè)的轉(zhuǎn)軸 40上依次安裝第二換向器25和第二轉(zhuǎn)子24，并將第二定子23套裝在第二轉(zhuǎn)子M上。然后，將第一機殼12和第二機殼22分別套入中蓋30的兩側(cè)并與中蓋30鎖緊，此時，第一定子13卡固于第一機殼12的內(nèi)壁，第二定子23卡固于第二機殼22的內(nèi)壁。然后，將兩對電刷(圖3中未示出，參見圖1)分別鎖緊安裝在第一機殼12和第二機殼22上開設(shè)的電刷安裝孔內(nèi)，使其分別與第一換向器15和第二換向器25電接觸。接著，將轉(zhuǎn)軸40的后端通過軸承裝入后端蓋11的軸承座111內(nèi)，將轉(zhuǎn)軸的前端42 (例如輸出端)通過軸承裝入前端蓋 21的軸承座211內(nèi)，然后將后端蓋11、前端蓋21分別與第一機殼12、第二機殼22的外端鎖緊，從而將第一組馬達結(jié)構(gòu)10和第二組馬達結(jié)構(gòu)20分別容置在前后端蓋、機殼與中蓋形成的兩個容置空間內(nèi)，形成一個整體。以上結(jié)合圖1-7介紹了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電動馬達100的結(jié)構(gòu)和裝配，該電動馬達100包括了共軸串聯(lián)安裝的兩組馬達結(jié)構(gòu)。然而，在根據(jù)本發(fā)明的其它實施例中， 本發(fā)明的多動力馬達可以設(shè)置共軸串聯(lián)安裝的多組馬達結(jié)構(gòu)(例如三組馬達結(jié)構(gòu))，即在同一根轉(zhuǎn)軸上間隔安裝多組轉(zhuǎn)子和定子，并通過如上所描述的中蓋將每兩組轉(zhuǎn)子和定子相互隔開。這樣的多動力馬達的具體結(jié)構(gòu)和裝配方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)對本發(fā)明以上實施例的描述能夠獲知的，因而在此不再做過多詳述。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多動力馬達，其特征在于，包括一轉(zhuǎn)軸以及共軸串聯(lián)安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的多組馬達結(jié)構(gòu)，其中每組馬達結(jié)構(gòu)包括一組轉(zhuǎn)子和定子以及機殼，所述轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述定子固定于機殼的內(nèi)壁；每兩組馬達結(jié)構(gòu)之間由安裝于所述轉(zhuǎn)軸上的一中蓋隔開，所述轉(zhuǎn)軸的前、后兩端分別通過軸承由鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上的前、后端蓋所支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多動力馬達，其特征在于，所述每組馬達結(jié)構(gòu)還包括對應(yīng)于每一組轉(zhuǎn)子和定子設(shè)置的一換向器和一對電刷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多動力馬達，其特征在于，所述一對電刷安裝于對應(yīng)機殼的周壁上沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置的一對電刷安裝孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多動力馬達，其特征在于，所述中蓋包括蓋體和從蓋體的軸向前后兩側(cè)延伸出的直徑稍小的前端和后端，所述中蓋的前端和后端插入對應(yīng)的前后兩個機殼內(nèi)，且所述中蓋的蓋體外沿與對應(yīng)的前后兩個機殼相抵并鎖緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多動力馬達，其特征在于，所述端蓋包括外端和直徑稍小的內(nèi)端，所述端蓋的內(nèi)端插入相應(yīng)機殼內(nèi)，所述端蓋的外端與所述相應(yīng)機殼的外端面相抵并鎖緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多動力馬達，其特征在于，所述多組馬達結(jié)構(gòu)包括第一組馬達結(jié)構(gòu)和第二組馬達結(jié)構(gòu)。
7.—種如權(quán)利要求1所述的多動力馬達的裝配方法，其特征在于，包括如下步驟 將中蓋套裝于轉(zhuǎn)軸上；在所述中蓋的兩側(cè)分別安裝一組馬達結(jié)構(gòu)，其中每組馬達結(jié)構(gòu)包括一組轉(zhuǎn)子和定子以及機殼；將前、后端蓋分別通過軸承裝于所述轉(zhuǎn)軸的前、后兩端并鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝配方法，其特征在于，所述安裝一組馬達結(jié)構(gòu)的步驟進一步包括在所述轉(zhuǎn)軸上固定一轉(zhuǎn)子； 在所述轉(zhuǎn)子上套裝一定子；將機殼套入中蓋的直徑稍小的一端，使中蓋的蓋體外沿與機殼相抵并鎖緊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝配方法，其特征在于，所述安裝一組馬達結(jié)構(gòu)的步驟還包括在所述轉(zhuǎn)軸上安裝一對應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的換向器；在所述機殼的周壁上沿徑向?qū)ΨQ設(shè)置的一對電刷安裝孔內(nèi)安裝一對電刷。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝配方法，其特征在于，所述將前、后端蓋分別鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上的步驟進一步包括將所述端蓋的直徑稍小的內(nèi)端插入相應(yīng)機殼內(nèi)，將所述端蓋的外端與所述相應(yīng)機殼的外端面相抵并鎖緊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多動力馬達，包括一轉(zhuǎn)軸以及共軸串聯(lián)安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的多組馬達結(jié)構(gòu)，其中每組馬達結(jié)構(gòu)包括一組轉(zhuǎn)子和定子以及機殼，所述轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述定子固定于機殼的內(nèi)壁；每兩組馬達結(jié)構(gòu)之間由安裝于所述轉(zhuǎn)軸上的一中蓋隔開，所述轉(zhuǎn)軸的前、后兩端分別通過軸承由鎖緊于前、后兩端的相應(yīng)機殼上的前、后端蓋所支撐。本發(fā)明還涉及所述多動力馬達的裝配方法。本發(fā)明的多動力馬達采用多組馬達結(jié)構(gòu)共軸串聯(lián)安裝的設(shè)計，通過外部控制電路接通其中一組或多組馬達結(jié)構(gòu)的電源，該多動力馬達可提供不同的機械功率輸出。因而該多動力馬達的負載率和工作效率高且節(jié)省能源。
文檔編號H02K5/14GK102299596SQ20101020840
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者謝楊輝 申請人:謝楊輝