CN112311174A - 一种新型四定子四转子的组合节能电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型四定子四转子的组合节能电机，属于电机技术领域，包括转子和四个定子，转子包括外转子部分和内转子部分；外转子部分设于圆筒形的内转子部分外；外转子部分与内转子部分之间形成内定子区域，外转子部分和电机外壳之间形成外定子区域；外转子部分和内转子部分通过法兰连接，法兰将内定子区域划分为第一、二内定子区域；法兰将外定子区域划分为第一、二外定子区域；四个定子分别置于第一、第二内定子区域以及第一、第二外定子区域。本发明利用了定子两侧的磁场对转子进行驱动，避免了能源的浪费。与传统电机相比，在达到相同功率的情况下，本发明所用的绕线组数较少，致使定子的体积减小，节约绕线材料，经济效益高。

Description

一种新型四定子四转子的组合节能电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种新型四定子四转子的组合节能电机。

背景技术

传统的永磁电机按转子装设位置的不同可分为内转子电机和外转子电机，其中，内转子电机是将转子设置在定子围成的圆形区域内，而外转子电机是将转子设置在定子外。传统的永磁电机中，定子上的绕组通电，经磁感霍尔或磁感线圈作用下自动换相，产生了一个磁感线旋转磁场，驱动转子旋转。

传统的永磁电机的定子通电后，绕组产生的磁场中只有一侧对转子产生了作用，另一侧的磁场无法对转子产生作用，造成了能源的浪费。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题为：如何利用定子绕组的两侧磁场对转子进行驱动。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型四定子四转子的组合节能电机，包括电机外壳、转子和四个定子，所述定子和转子设于所述电机外壳内；其中，所述定子包括多个环形分布的定子铁芯，所述定子铁芯上缠绕有磁感线穿过所述定子铁芯径向两侧的线圈；所述转子包括外转子部分、内转子部分和法兰；所述外转子部分设于圆筒形的内转子部分外，所述外转子部分和内转子部分通过法兰连接；外转子部分与内转子部分之间形成内定子区域，外转子部分和电机外壳之间形成外定子区域；所述外转子部分和内转子部分通过法兰连接，所述法兰将所述内定子区域划分为第一内定子区域和第二内定子区域；所述法兰将所述外定子区域划分为第一外定子区域和第二外定子区域；所述四个定子分别置于所述第一、第二内定子区域以及第一、第二外定子区域；所述外转子部分的内侧面，以及所述内转子部分的外侧面装设有环形分布的若干个永磁体模块，相邻两个所述永磁体模块的极性相反。

有益地或示例性地，置于所述外定子区域内的定子的定子铁芯固定在所述电机外壳的内表面上。

有益地或示例性地，所述定子还包括固定圈，多个所述定子铁芯环形分布于所述固定圈上，所述定子还包括固定架，所述固定架用于将所述定子铁芯固定在所述固定圈上；定子铁芯为工字型结构，包括第一圆弧部分、第二圆弧部分以及连接第一圆弧部分和第二圆弧部分的中间部分，线圈缠绕在两侧设有凹槽的中间部分；第一圆弧部分内设有竖向贯穿的第一圆弧部分的固定孔，所述固定架穿过该固定孔，并固接于固定圈；置于所述内定子区域的定子的定子铁芯被配置为：其第一圆弧部分朝向外转子部分，其第二圆弧部分朝向内转子部分。

有益地或示例性地，每个所述永磁体模块包括多个永磁体，其中，所述内转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿其外侧面竖向装设，所述外转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿其内侧面斜向装设；

有益地或示例性地，所述内转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿内转子部分外侧面斜向装设，所述外转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿外转子部分内侧面竖向装设。

有益地或示例性地，斜向装设的多个所述永磁体的倾斜角度为5～15度。

有益地或示例性地，内转子部分和外转子部分的永磁体模块位置相对、数量相同，且内转子部分与外转子部分相对位置上的永磁体模块朝向定子区域的极性相反。

有益地或示例性地，所述内转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿内转子部分外侧面竖向装设，所述外转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿外转子部分内侧面竖向装设。

有益地或示例性地，还包括旋转轴，所述旋转轴连接于所述内转子部分，所述旋转轴穿过前端盖和后端盖，并与所述前端盖和后端盖通过轴承转动连接，所述前端盖和后端盖上固设有所述定子。

本发明的有益效果为：

本发明通过设计定子和转子的结构，充分利用了内定子区域定子两侧的磁场与内转子部分和外转子部分作用，电机整体输出功率等于内转子部分与外转子部分功率之和，充分利用了定子两侧的磁场，避免了能源的浪费。

此外，本发明还充分利用了电机内部的空间，在外转子部分和电机外壳之间再设置定子，使得外转子部分的永磁体模块35的两侧磁场同样能够得到利用，进一步地提高了电机的整体输出功率。

在上述两种节能的作用下，与传统电机相比，在达到相同功率的情况下，本发明所用的绕线组数显著减少，致使定子的体积能够显著缩减，节约绕线材料，经济效益高。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的结构剖视图。

图2是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的结构立体图。

图3是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的四个定子与转子的配合视图。

图4是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的内定子区域的定子结构图。

图5是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的定子铁芯分布示意图。

图6是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的转子结构图。

图7是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的外定子区域的定子结构图。

图8是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的定子和转子的配合剖视图。

图9是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的内转子部分和外转子部分的永磁体模块的磁感线方向图。

图10是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的一种转子结构图。

图11是本发明一实施例的一种新型方波永磁节能电机的一种转子结构图。

图12是本发明一实施例的一种新型正弦波永磁节能电机的一种转子结构图。

图13是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的前端盖或后端盖一结构图。

图14是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的前端盖或后端盖另一结构图。

图15是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的前端盖或后端盖和定子的配合图。

图16是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的某一时刻时定子铁芯上线圈的磁感线方向。

图17是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的转子剖视图。

图18是本发明一实施例的一种新型四定子四转子的组合节能电机的结构剖视图。

图中：

10-电机外壳；20-定子；21-固定圈；22-定子铁芯；221-第一圆弧部分；222-第二圆弧部分；223-中间部分；224-固定孔；23-线圈；24-固定架；30-转子；31-外转子部分；32-内转子部分；33-法兰；34-旋转轴；35-永磁体模块；36-内定子区域；361-第一内定子区域；362-第二内定子区域；37-外定子区域；371-第一外定子区域；第二外定子区域；40-前端盖；50-后端盖。

具体实施方式

对附图的解释说明：

图1从一种剖视方向示出了定子20与转子30的结构关系，四个定子20分别位于各自的定子区域内。图2示出了电机的整体图。图3从三维上示出了定子20和转子30的配合关系，图4从示出了内定子区域36中的定子20内各部件的结构相互关系。图5示出了定子铁芯22在定子20中的分布关系。图6示出了转子30内各部件的结构相互关系，图6是一种混波电机的转子结构，外转子部分31的永磁体模块35沿其侧面斜向装设，内转子部分32的永磁体模块35沿其侧面竖向装设。图7从三维上示出了外定子区域内的定子结构。图8从另一种剖视方向示出了定子20和转子30的结构关系。图9示出了转子30中的内转子部分32和外转子部分31上永磁体模块35的磁感线方向。图10-图12示出了本发明不同实施例的转子结构图；其中，图10是一种混波电机的转子结构，图11是一种方波电机的转子结构，图12是一种正弦波电机的转子结构。图13示出了一种能够将定子20固定在前端盖或后端盖上的固定架24结构。图14从另一个方向示出了图13中的前端盖或后端盖的结构。图15示出了图13中的前端盖或后端盖固定定子20时的结构。图16示出了某一时刻下定子20上线圈23的磁感线方向，每个线圈23作为单独的磁体，向定子铁芯22的径向两侧发出磁感线。图17示出了转子30的剖面结构。图18示出了当外定子区域37的定子设置在电机外壳10的内表面上时的剖视结构。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：(利用两侧磁场的实施方式)

本实施例提供一种新型四定子四转子的组合节能电机，包括电机外壳10、转子30和四个定子20，所述定子20和转子30设于所述电机外壳10内；其中，定子20包括多个环形分布的定子铁芯22，所述定子铁芯22上缠绕有磁感线能够穿过所述定子铁芯22径向两侧的线圈23。所述转子30包括外转子部分31、内转子部分32和法兰33；外转子部分31与内转子部分32之间形成内定子区域36，外转子部分31和电机外壳10之间形成外定子区域37；所述外转子部分31和内转子部分32通过法兰33连接，所述法兰33将所述内定子区域36划分为第一内定子区域361和第二内定子区域362；所述法兰33将所述外定子区域37划分为第一外定子区域371和第二外定子区域371；所述四个定子20分别置于所述第一、第二内定子区域以及第一、第二外定子区域；所述外转子部分31的内侧面，以及所述内转子部分32的外侧面装设有环形分布的若干个永磁体模块35，相邻两个所述永磁体模块35的极性相反。

定子铁芯上的绕线方式方式有多种，线圈23与永磁体模块35的配比方式与普通电机相同，在一种实施方式中，所述外转子部分31的永磁体模块35、线圈23以及内转子部分32的永磁体模块35的数量之比为2:3:2。在其他实施方式中，还可以是其他配比关系。

进一步地，所述外转子部分31采用无磁性材料制作，使得磁感线能够穿过所述外转子部分31。

本实施例的四定子四转子的组合节能电机既可用作电动机，也可用作发电机。

用作电动机时，定子铁芯22上的线圈23通入三相电流，对处于内定子区域36的两个定子的工作过程进行说明：由于定子铁芯22采用导磁材质制成，定子铁芯22上的线圈23通电后，线圈23的磁感线能够穿过所述定子铁芯22径向两侧的，同时，由于外转子部分31和内转子部分32分别设在所述定子铁芯22径向的两侧，因此，线圈23产生的磁感线作用于径向两侧的外转子部分31和内转子部分32。此时，每个定子铁芯22形成一个单独的磁体，产生相位不同的磁场，其N极和S极分别在该定子铁芯22的径向两侧，分别朝向外转子部分31和内转子部分32。其中，定子铁芯22上的线圈23产生的磁场方向、强度随时间改变，相邻的定子铁芯22上的线圈23的相位不同。

对处于外定子区域37的两个定子的工作过程进行说明：通入三相电流后，定子铁芯22上的线圈23产生磁场，磁场作用在外转子部分31上的永磁体模块35。

三相电流变化时，外定子区域和内定子区域的定子20分别产生旋转磁场，共同驱动装设有永磁体模块35的外转子部分31和内转子部分32转动，定子铁芯22的磁场发生改变时，外定子区域和内定子区域的定子20形成旋转磁场，内定子区域36内的定子20的磁场作用在外转子部分31和内转子部分32的永磁体模块35上，外定子区域37内的定子20的磁场作用在外转子部分31的永磁体模块35上。其中，外定子区域和内定子区域的定子的旋转磁场变化同步，外定子区域和内定子区域的定子20分别施加在转子30上的力的方向能够叠加，使得转子30的总输出功率等于外转子部分31和内转子部分32的功率之和。定子铁芯22的磁场发生改变时，两个定子20形成旋转磁场。

在进一步的实施方式中，为保证外定子区域的两个定子与内定子区域的两个定子施加在转子30上的力能够产生叠加效果，外定子区域和内定子区域的定子的定子铁芯22上的线圈23绕线的线槽数量相同，弧角度相同并对称，相对位置上的线圈23绕组相位相同、磁感线方向相同，使得外定子区域和内定子区域的定子20的旋转磁场同步变化。此时，外定子区域和内定子区域的定子20的磁场变化同步、相位相同，分别施加在转子30上的力的方向相同，叠加效果良好。

在进一步的实施方式中，为保证第一、二内定子区域的定子，与第一、二外定子区域的定子施加在外转子部分31和内转子部分32的力能够叠加，优选地，第一内定子区域和第二内定子区域的两个定子20相互对应，以及第一外定子区域和第二外定子区域的两个定子20相互对应.所述的相互对用指的是:旋转磁场相位相同、线圈23圈数相同，同步旋转；具体地，两个定子20横向对称，相对应的定子铁芯22上的线圈23上电流的相位相同，通电后产生的旋转磁场相位相同、方向一致。进一步地，被法兰33分割为两部分的外转子部分31和内转子部分32同样横向对称，永磁体模块35分布的位置保持一致，磁极方向相同。

此时，相互对应的两个定子20的极数一致，施加在外转子部分31和内转子部分32上的力方向一致，能够叠加驱使转子30旋转，进一步提高转子30的输出功率。

如图9所示，一种实施方式中，永磁体模块35的磁感线的方向如图所示。

特别地，用作电动机时，对于内定子区域36内的定子20而言，存在两种作用，使得转子20的输出功率提高。

第一，由于磁感线能够穿过定子铁芯22的径向两侧，线圈23的磁感线得到了充分的利用，旋转磁场同时驱动内转子部分32和外转子部分31旋转，转子20的输出功率等于内转子部分32和外转子部分31的输出功率之和。

第二，在特定角度范围内，内转子部分32的磁感线能够增强定子铁芯22上产生的磁场，进而增强磁场对外转子部分31的作用力。具体地，当转子30在特定角度范围内旋转时，此时导磁性能良好的定子铁芯22受到内转子部分32变化的磁感线作用，产生感应磁场，该特定角度范围内，定子铁芯22产生的感应磁场与线圈23产生的磁场方向相同，此时，两个磁场叠加，定子铁芯22上产生的磁场强度等于线圈23的旋转磁场与定子铁芯22的感应磁场之和，使得该定子铁芯22上产生的磁场得到加强，导致作用在外转子部分31的磁场增强，进而提高对外转子部分31的作用力。同样地，在另一个特定角度范围内，外转子部分31的磁感线同样能够增强定子铁芯22上产生的磁场，进而增强磁场对于内转子部分32的作用力。在一种实施方式中，适应性调整三相电流的周期，以获取该特定角度。

该特定角度的产生条件为：定子铁芯22受永磁体模块35产生的感应磁场与此时线圈23的旋转磁场方向相同。

以内转子部分32增强某一个定子铁芯22上线圈23的旋转磁场为例，对该特定角度的其中一种发生的情形进行说明：某一个线圈23上的磁场方向、强度随时间变化，某一时间段内，某一个定子铁芯22上线圈23产生向一个方向的磁场，同时，存在内转子部分32的其中一个永磁体模块35向内定子区域36产生的磁感线方向与该线圈23的磁感线方向相反。当该永磁体模块35从该定子铁芯22的一侧旋转至正对定子铁芯22的位置的过程中，定子铁芯22上的磁通量由小增大，因此定子铁芯22产生与该永磁体模块35磁场方向相反的感应磁场，此时，产生的感应磁场方向与线圈23的磁感线方向相同，从而增强该线圈23的旋转磁场。在实际工作的过程中，符合该特定角度的发生条件的位置较多，线圈23的磁场能够得到有效增强。

以上两种作用，协同配合，增大了转子30的输出功率。

需要特别说明的是，本实施例的名称中的“四转子”是指由法兰33分割后形成的两个外转子部分31以及两个内转子部分32。

上述的第二种作用还能够增强外定子区域37的定子20对外转子部分31的作用力。具体地，如上所述，由于第二种作用的存在，在特定角度范围内，磁场被增强的内定子区域的定子铁芯22使得外转子部分31的磁场增强。此时，外定子区域37的定子20对外转子部分31的作用力增强。

实际上，外转子部分31和内转子部分32均被法兰33分割为两部分，分割为两部分的转子30的一部分对应于第一内定子区域361和第一外定子区域371的两个定子，转子30的另一部分对应于第二内定子区域362和第二外定子区域372的两个定子。对于分别置于第二内定子区域362和第二外定子区域372内的定子20而言，上述作用均存在。本实施例中，四个定子20驱动四个部分转动，转子30的整体输出功率等于四个转动部分的功率之和。

在进一步的实施方式中，为保证四个定子施加在外转子部分31和内转子部分32的力能够叠加，优选地，四个定子20的旋转磁场相位相同、线圈23圈数相同，同步旋转；具体地，四个定子20横向对称，相对应的定子铁芯22上的线圈23上电流的相位相同，通电后产生的旋转磁场相位相同、方向一致。进一步地，被法兰33分割为两部分的外转子部分31和内转子部分32同样横向对称，永磁体模块35分布的位置保持一致，磁极方向相同。

此时，四个定子20的极数一致，施加在外转子部分31和内转子部分32上的力方向一致，能够叠加驱使转子30旋转，进一步提高转子30的输出功率。

相较于传统的电动机，本实施例通过定子20和转子30的结构设计，内定子区域36内的定子20以每一个定子铁芯22作为一个单独的电磁绕组，从而利用多个单独的电磁绕组两侧的磁场对转子30的外转子部分31和内转子部分32进行驱动，相当于利用了内定子区域36的定子20两侧的磁场对内转子部分32和外转子部分31进行驱动，转子30的整体输出功率等于内转子部分32与外转子部分31输出功率之和，充分利用了定子20两侧的磁场和电机内部的空间，避免了能源的浪费。外定子区域37内的定子20的磁场驱动外转子部分31旋转，进一步提高了转子30的输出功率。与传统电机相比，在达到相同功率的情况下，本发明所用的绕线组数较少，致使定子20的体积减小，节约绕线材料，经济效益高。同时，外转子部分31上的永磁体模块35的两侧磁场同样得到利用，两个定子20分别通过外转子部分31上的永磁体模块35的磁场作用在外转子部分31上，驱动其旋转，使得转子30的输出功率进一步提高，在达到相同的功率时，由于利用了外转子部分31两侧的磁场，相对于传统的电机能够进一步提高了能源的利用效率，达到节能环保的目的。

用作发电机时，同样由于定子铁芯22是导磁材质制作的，内转子部分32和外转子部分31的永磁体模块35的磁感线能够通过内定子区域36的定子20的定子铁芯22的径向两侧从而作用在线圈23上，同时，外转子部分31的永磁体模块35的磁感线还能够作用在外定子区域37的定子20的线圈23上。此时，转子30旋转，其上的永磁体模块35旋转形成旋转磁场，外定子区域和内定子区域的定子20上的线圈23发生电磁感应，产生同步的电动势并向外输出电能。

对于分别置于第二内定子区域362和第二外定子区域372内的定子20而言，上述作用同样存在，发电机的输出功率等于四个定子驱动四个转动部分的发电功率之和。

在一种实施方式中，被法兰33分割为两部分的外转子部分31和内转子部分32同样横向对称，永磁体模块35分布的位置保持一致，使得转子30旋转时对四个定子20产生的交流电初相位和频率相同，进而使得定子20上产生的电动势叠加。

相较于传统的发电机，本实施例中的内定子区域36的定子20上的线圈23同时受到外转子部分31上永磁体模块35发出的磁感线以及内转子部分32上永磁体模块35发出的磁感线作用，内定子区域36的定子20上的线圈23的磁通量变化更大，能够产生的电动势更强。同时，外定子区域37的定子20也受到磁感线作用从而增强输出的电动势。

实施例2：

本实施例提供一种新型四定子四转子的组合节能电机的定子20的固定方式，在一种实施方式中，如图18所示，置于所述外定子区域37内的定子的定子铁芯22固定在所述电机外壳10的内表面上，此时，外定子区域37内的定子的设置方式与常规电机的定子设置方式相同。进一步地，当外定子区域37内的定子设置在电机外壳10的内表面上时，外定子区域37的定子可以设置为两个以上，共同驱动外转子部分31旋转，进而实现更大的输出功率。

在另一种实施方式中，如图5所示，外定子区域37和内定子区域36的定子均固定在端盖上，其中，第一内定子区域361和第一外定子区域371的定子固定在前端盖40上，第二内定子区域362和第二外定子区域372的定子固定在后端盖50上。具体地，所述定子20还包括固定圈21，多个所述定子铁芯22环形分布于所述固定圈21上，所述定子20还包括固定架24，所述固定架24用于将所述定子铁芯22固定在固定圈21上。优选地，固定圈21设置有两个，定子铁芯22固定在两个固定圈21之间。

在一种实施方式中，定子铁芯22为工字型结构，包括第一圆弧部分221、第二圆弧部分222以及连接第一圆弧部分和第二圆弧部分的中间部分223，线圈23缠绕在两侧设有凹槽的中间部分223。置于所述内定子区域36的定子20的定子铁芯22被配置为：所述第一圆弧部分221朝向外转子部分31，所述第二圆弧部分222朝向内转子部分32。

在一种实施方式中，当外定子区域37内的定子与内定子区域36的定子均被固定在前端盖40上时，置于所述外定子区域37的定子20的定子铁芯22被配置为：所述第二圆弧部分222朝向外转子部分31。

在进一步的实施方式中，在第一圆弧部分221内设有竖向贯穿的第一圆弧部分221的固定孔224，所述固定架24穿过该固定孔224，并固接于固定圈21，以保持定子铁芯22之间的相对位置。

优选地，优选地，固定圈21设置有两个，定子铁芯22固定在两个固定圈21之间，所述固定架24的一端从一侧固定圈21穿入并进入固定孔224内，沿所述固定孔224向另一个固定圈21延伸，并固接在另一个固定圈21上。进一步地，所述固定架24的另一端固定在前端盖40或后端盖50上，所述前端盖40与后端盖50相对，分别设于电机外壳10的两侧。

实施例3：

本实施例提供一种能够发出混波的新型混波四定子四转子的组合节能电机，如图6所示，图6示出了一种混波电机的转子结构，每个所述永磁体模块35包括多个永磁体，其中，所述内转子部分32的永磁体模块35的多个永磁体沿其外侧面竖向装设，所述外转子部分31的永磁体模块35的多个永磁体沿其内侧面斜向装设。或，如图10所示，图10示出了另一种混波电机的转子结构，所述内转子部分32的永磁体模块35的多个永磁体沿其外侧面斜向装设，所述外转子部分31的永磁体模块35的多个永磁体沿其内侧面竖向装设。

本实施方式，用作电动机时，工作过程和上述实施例1类似。

本实施方式，用作发电机时，特别地，斜向装设的永磁体模块35能够使定子20产生正弦波的交流电；同时，竖向装设的永磁体模块35能够使定子20产生方波的交流电。因此，定子20上能够产生正弦波混合方波的混波，实现混波输出，根据使用需求，可以适应性地选取交流电的波形，使其适于实际应用。

本实施方式中，由于输出的波形为正弦波结合方波的混波，在选择控制器时，即可选择正弦波控制器也可选择方波控制器，提高了本实施方式的电机的适用性。

进一步地，斜向装设的多个所述永磁体的倾斜角度为5～15度，优选地，为10度。如图6和图10所示，图6和图10中斜向装设的多个永磁体的斜向角度为10度。

在一种实施方式中，当外转子部分31或内转子部分32上的永磁体35斜向装设时，斜向装设的多个永磁体35被法兰33分割为对应不同的定子20，此时，对应不同定子20的永磁体35中位置一一对应，使得两个旋转磁场一致的定子20向斜向装设永磁体的转子部分施加的力能够最大化地叠加。

实施例4：

本实施例提供一种能够发出正弦波或方波的新型正弦波或方波的新型四定子四转子的组合节能电机，如图11和图12所示，所述内转子部分32和外转子部分31的永磁体模块35位置相对、数量相同，且内转子部分32与外转子部分31相对位置上的永磁体模块35朝向内定子区域36的极性相反。

本实施方式中，用作电动机时，能够进一步增大转子30的输出功率，原因在于：

由于外转子部分31和内转子部分32相对位置上的永磁体模块35极性相反，外转子部分31和内转子部分32的永磁体模块35的磁感线相互约束，导致永磁体模块35的磁感线大部分被约束在相对的永磁体模块35之间，使得内定子区域36处的磁感线聚集度更高，磁场更强。因此，当线圈23通电产生旋转磁场时，旋转磁场对于内外两侧的永磁体模块35的作用力得到了增强，进而提高转子的输出功率。

特别地，外转子部分31与外定子区域37内的定子构成了一种内转子电机，相较于现有的内转子电机而言，本实施方式中外转子部分31与外定子区域37内的定子构成的内转子电机的输出功率更大。具体原因在于：

由于内定子区域36内的定子20的存在且外转子部分31和内转子部分32相对位置上的永磁体模块35极性相反，外转子部分31上的永磁体模块35和内转子部分32上的永磁体模块35的磁感线被铁质的定子20所吸引，从而使得内转子部分32上的永磁体模块35发出的磁感线能够经过内定子区域36的定子后延伸至外转子部分31上，进而增强外转子部分31朝向外定子区域37一侧的磁场，使得外定子区域37的定子20能够对外转子部分31产生更强的驱动力，进而使得电机的整体输出功率增强。

用作发电机时，与作为电动机使用类似，同样存在磁感线相互约束导致磁感线聚集的情况，发电机的发电功率得到增强。同样地，外转子部分31与外定子区域37内的定子构成的内转子电机由于内定子区域36内的定子20的加强作用，相较于普通的内转子电机能够产生更大的交流电，并于外转子部分31对内定子区域36的定子作用产生的交流电，以及内转子部分32对内定子区域36的定子作用产生的交流电叠加，提高输出效率。

在进一步的实施方式中，如图12所示，图12示出了一种正弦波电机的转子结构，内转子部分32的永磁体模块35，和外转子部分33的永磁体模块35的多个永磁体，均沿其对应的侧面斜向装设，优选地，两部分多个永磁体的斜向角度相同。

本实施方式，用作电动机时，工作过程和上述类似。

在一种实施方式中，斜向装设的所述永磁体模块35的多个永磁体倾斜角度为5-15度，优选地，斜向角度为10度。如图12所示，图12中的多个永磁体的斜向角度为10度。

本实施方式，用作电动机时，工作过程和上述类似。在用作发电机时，产生叠加的正弦波交流电，斜向装设的永磁体模块35的多个永磁体倾斜角度的大小，影响定子20产生的正弦波的波形。

根据实际应用情况，合理选择倾斜角度。

在进一步的另一种实施方式中，如图11所示，图11示出了一种方波电机的转子结构，所述内转子部分的永磁体模块35的多个永磁体沿所述内转子部分的外侧面竖向装设，所述外转子部分的永磁体模块35的多个永磁体沿所述外转子部分的内侧面竖向装设。

本实施方式，用作电动机时，与前述过程类似。本实施方式，用作发电机时，产生方波交流电。

本实施方式，当永磁体模块35均竖向装设时，可以用作阻尼电机，用作阻尼电机时，所述外转子部分31内侧面和内转子部分32外侧面上永磁体模块35位置相对，磁场方向相同。此时，由于位置相对，内转子部分32的永磁体模块35和外转子部分31的永磁体模块35的磁场能够直接叠加，致使作用于定子20上的磁场相对于其中一个永磁铁斜向装设的情况而言较大。当转子30旋转时，尤其是内定子区域36的定子20在两个永磁体模块35之间旋转时，定子20上的线圈23的磁通量从朝向一侧变为朝向另一侧，数值变化极大，致使定子20产生极大的感应电动势，阻碍转子30的进一步旋转。

本实施方式，同样地，由于两部分永磁体模块35能够叠加，相对于传统的阻尼电机，定子20上产生的感应电动势较大，产生的阻尼效果更好。

实施例5：(旋转轴、前端盖的装设方式)

本实施例提供一种新型正弦波或方波的新型四定子四转子的组合节能电机的旋转轴设置方式，本实施例还包括旋转轴34，所述旋转轴34连接于所述内转子部分，所述旋转轴34穿过前端盖40和后端盖50，并与所述前端盖40和后端盖50通过轴承转动连接，所述前端盖40和后端盖50上固设有所述定子20。

与实施例2结合时，所述固定架24一端穿过固定圈21后，固定在所述前端盖40或后端盖50上，另一端从所述定子铁芯22所述固定孔224穿入，延伸至所述定子铁芯22环形分布的固定圈21上，并与该固定圈21固定。

当所述定子铁芯22的竖向两侧均设有固定圈21时，朝向所述前端盖40或后端盖50的固定圈21上开设有供所述固定架24穿过的孔，固定架24穿过该孔，进入定子铁芯22的固定孔224内，并延伸固定在所述定子铁芯22远离该端盖的固定圈21上。

本实施例能够设置水冷散热结构对定子20进行散热，其具体结构与CN204012958U公开的类似。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，包括电机外壳、转子和四个定子，所述定子和转子设于所述电机外壳内；

其中，所述定子包括多个环形分布的定子铁芯，所述定子铁芯上缠绕有磁感线穿过所述定子铁芯径向两侧的线圈；

所述转子包括外转子部分、内转子部分和法兰；所述外转子部分设于圆筒形的内转子部分外，所述外转子部分和内转子部分通过法兰连接；

外转子部分与内转子部分之间形成内定子区域，外转子部分和电机外壳之间形成外定子区域；

所述外转子部分和内转子部分通过法兰连接，所述法兰将所述内定子区域划分为第一内定子区域和第二内定子区域；所述法兰将所述外定子区域划分为第一外定子区域和第二外定子区域；所述四个定子分别置于所述第一、第二内定子区域以及第一、第二外定子区域；

所述外转子部分的内侧面，以及所述内转子部分的外侧面装设有环形分布的若干个永磁体模块，相邻两个所述永磁体模块的极性相反。

2.根据权利要求1所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，置于所述外定子区域内的定子的定子铁芯固定在所述电机外壳的内表面上。

3.根据权利要求1所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，所述定子还包括固定圈，多个所述定子铁芯环形分布于所述固定圈上，

所述定子还包括固定架，所述固定架用于将所述定子铁芯固定在所述固定圈上；定子铁芯为工字型结构，包括第一圆弧部分、第二圆弧部分以及连接第一圆弧部分和第二圆弧部分的中间部分，线圈缠绕在两侧设有凹槽的中间部分；第一圆弧部分内设有竖向贯穿的第一圆弧部分的固定孔，所述固定架穿过该固定孔，并固接于固定圈；

置于所述内定子区域的定子的定子铁芯被配置为：其第一圆弧部分朝向外转子部分，其第二圆弧部分朝向内转子部分。

4.根据权利要求1所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，每个所述永磁体模块包括多个永磁体，其中，

所述内转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿其外侧面竖向装设，所述外转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿其内侧面斜向装设；

或，

所述内转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿内转子部分外侧面斜向装设，所述外转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿外转子部分内侧面竖向装设。

5.根据权利要求4所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，斜向装设的多个所述永磁体的倾斜角度为5～15度。

6.根据权利要求1所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，内转子部分和外转子部分的永磁体模块位置相对、数量相同，且内转子部分与外转子部分相对位置上的永磁体模块朝向定子区域的极性相反。

7.根据权利要求6所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，所述内转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿内转子部分外侧面竖向装设，所述外转子部分的永磁体模块的多个永磁体沿外转子部分内侧面竖向装设。

8.根据权利要求1所述的一种新型四定子四转子的组合节能电机，其特征在于，还包括旋转轴，所述旋转轴连接于所述内转子部分，所述旋转轴穿过前端盖和后端盖，并与所述前端盖和后端盖通过轴承转动连接，所述前端盖和后端盖上固设有所述定子。

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