CN120936543A - 用于海洋环境的具有固定轴的无壳电动机 - Google Patents

Abstract

公开了电动机的实施例。在某些实施例中，电动机包括定子、转子和机械耦接到转子的叶轮，叶轮包括具有纵向孔的中心轴、从中心轴径向延伸的多个叶片和将多个叶片耦接到转子的接合圆筒。

Description

用于海洋环境的具有固定轴的无壳电动机

相关申请的交叉引用

本申请要求2023年4月14日提交的序列号为63/459,534的美国临时专利申请和2024年2月16日提交的序列号为63/554,831的美国临时专利申请的申请日的权益，其公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及在海洋环境中使用的电动机，尤其涉及无轴（shaft）或无旋转中心轴的电动机。

背景技术

船舶进水水流中的叶轮驱动轴可能会导致几个问题。例如，轴可能会干扰水的自然流动模式。这种干扰可能会产生湍流和涡流，这可能会影响叶轮的效率和系统的整体性能。湍流可能会增加能量损失并降低叶轮在系统中移动水的效率。当由轴引起的干扰在水流内产生低压区时，也可能发生气穴现象（cavitation）。这可能会导致蒸汽泡的形成，当它们重新进入较高压力的区域时，会因压力而破裂。气穴现象还可能会对叶轮叶片、轴和其他部件造成侵蚀和损坏，从而降低它们的寿命和效率。

此外，水流中驱动轴的存在可能会导致水在叶轮叶片上的不均匀分布。这种不均匀分布可能会导致作用在叶轮上的力不平衡，从而导致振动、噪音和性能下降。驱动轴的存在还可能会导致叶轮叶片上的不均匀磨损，从而导致过早失效。驱动轴也增加了流路的额外表面积，增加了系统中的阻力和摩擦损失。这些损失可能会降低叶轮的效率，并且需要更多的能量来克服由轴造成的阻力，从而导致更高的运行成本。此外，暴露在水流的轴容易受到腐蚀和侵蚀，尤其是在腐蚀性或磨蚀性环境中。随着时间的推移，腐蚀和侵蚀可能会削弱轴，导致结构故障和对系统的潜在灾难性损害。

常规叶轮通常放置在流路内的某种形式的孔中，但叶片不附着到孔壁。随着时间的推移，这种叶轮的使用造成了叶轮端部的气穴现象。此外，叶轮端部和孔表面之间的距离通常会产生“阻力屏障（resistance barrier）”或阻力区，该阻力区允许承受背压的水通过该阻力区实际回流-这降低了整个系统的效率。

因此，需要一种电动机，其减少或消除对驱动叶轮的驱动轴的需求，并减少或消除叶轮和孔表面之间的阻力障碍。

对本领域技术人员而言，本发明的特征和优点显而易见。虽然本领域技术人员可进行多种变更，但此类变更在本发明的精神范围内。

发明内容

在一个实施例中，一种电动机包括定子组件（assembly）、转子组件和与转子组件耦接的叶轮。

从以下结合附图的详细说明中，可更清楚地理解这些及其他特征和优点。重要的是要注意，附图并不旨在代表本发明的唯一方面。

附图说明

图1A是示出包含本发明一个或多个方面的电动机的一个实施例的前视图或流入等轴视图（isometric view）。

图1B是图1A所示的电动机的实施例的后视图或流出等轴视图。

图1C是示出图1A的电动机的某些部件的图1A的实施例的分解等轴视图。

图1D是图1A的实施例的某些部件的分解等轴视图。

图2A是示出可以被结合在图1A和1B所示的电动机中的定子组件的一个方面的分解前透视图。

图2B是示出可以被结合在图1A和1B所示的电动机中的定子组件的分解后透视图。

图2C是图2A和2B的定子组件中使用的定子芯的详细透视图。

图2D是图2A和2B的定子组件的前端的详细透视图。

图3A是示出可以被结合在图1A和1B所示的电动机中的转子组件的一个方面的分解前透视图。

图3B是示出可以被结合在图1A和1B所示的电动机中的转子组件的分解后透视图。

图3C是示出转子组件的一些主要结构元件的图3A和3B的转子组件的前透视分解视图。

图4A是可用于本发明的某些实施例的前后密封件的分解视图。

图4B是示出图4A的密封件与转子组件和定子组件的元件的邻近关系的详细的等轴剖视图。

图5A是示出可以被包含在如图1A和1B所示的电动机中的轴组件的一个方面的等轴视图。

图5B是示出图5A的轴组件的一些主要结构元件的图5A的轴组件的分解视图。

图5C是示出轴组件与电动机的某些部件和外壳部分的关系的一些部件的分解视图。

图5D是图5A的轴组件与叶轮轴耦接的剖视图。

图5E示出了耦接到外壳部分的组装电动机组件。

图5F是耦接到外壳部分的组装电动机组件的详细剖视图。

具体实施方式

为促进对本发明原理的理解，现将参考附图中所示的实施例或示例，并使用特定语言对其进行描述。然而，应当理解，这并不意味着限制本发明的范围。所描述的实施例中的任何变更和进一步修改，以及这里所描述的本发明的原理的任何进一步应用都被认为是本发明所涉及的领域的技术人员通常会想到的。

下文描述了部件、信号、消息、协议和布置的具体示例，以简化本公开。当然，这些仅仅是示例，并不旨在限制权利要求中描述的本发明。为了避免不必要的细节使本发明模糊不清，在没有详细描述的情况下给出了众所周知的元件。在很大程度上，已经省略了对于获得对本发明的完整理解不必要的细节，因为这些细节在相关领域的普通技术人员的技能范围内。省略了关于用于控制本文描述的各种元件的旋转的控制电路或机制的细节，因为这些控制电路在相关领域的普通技术人员的技能范围内。

当本公开中讨论方向时，例如上、下、顶、底、顺时针、逆时针，此类方向仅用于为图示的附图和部件相对于彼此的方位提供参考方向，或用于图示附图。方向不应被理解为暗示任何最终发明或实际使用中使用的实际方向。在任何情况下，这些方向都不应被理解为限制或赋予权利要求任何含义。

电动机：

图1A是电动机或电动机组件100的一个实施例的前面、入口（intake）或流入透视图，其结合了本发明的一个或多个方面。相反，图1B是电动机100的后面、排出或流出等轴视图。图1C是电动机100的分解等轴视图，示出了电动机的一些部件。如图1C所示，示出了可选套筒102、前或入口稳定器104、电动机组件106。在某些实施例中，入口稳定器104为稳定轴组件500提供稳定性，并且被设计成减少电动机的入口侧的流体动力和/或空气动力阻力的量。

在图1A和1B中，可选套筒102被示为回绕定子组件200的外表面（见下图2A）。在某些实施例中，可选套筒102可由薄层材料形成，诸如碳纤维。例如，在水生环境中，套筒102在电动机周围形成流体路径或“水套（water jacket）”,使得水可以在定子的外部和套筒之间流动，使得从运行中的电动机100产生的一些热量能够被传递到周围的水中。在其他情况（诸如空气冷却应用）下，可选套筒102可以被完全省略。碳纤维护套的使用最小化了电动机100的总直径，同时提供了用于冷却电动机的流体路径。

电动机组件：

图1D是示出可以被结合在电动机100中的电动机组件106的一个方面的分解等轴视图。如图1D所示，电动机组件包括定子组件200、转子组件300，并且在一些实施例中，还包括稳定轴组件500。

定子组件：

众所周知，定子组件是电动机组件100的固定部件。图2A是从前面或入口透视的分解等轴视图，示出了可以被结合在电动机100中的定子组件200的一个方面。现在转到图2A，示出了定子芯或定子轭（stator yoke）202、多个线圈绕组或纵向汇流条（bus bar）204、前连接器环206、后连接器环208、多个半圆形汇流条和绝缘环210；前主密封件212、后主密封件214和电连接器，诸如三相电源插头216。

图2B是从后面或出口透视的定子组件200的分解视图，示出了定子组件的一些主要结构元件，但为清晰起见，移除了主密封件212和214。图2B示出了后连接器环208、多个线圈绕组或纵向汇流条204、定子芯202、前连接器环206、多个半圆形汇流条和绝缘环210；以及电连接器，诸如三相电源插头216。

图2C示出了从前面或入口透视的定子芯或轭202的透视图。在某些实施例中，定子芯202可由纵向层压在一起的数千个单独的钢叠片或片（未示出）形成。在某些实施例中，叠片可以由硅钢或铁组成，根据具体应用的需要进行冷轧和晶粒取向。在某些实施例中，当叠片被并排放置以形成环形或完整的圆形层时，定子芯202被构建。下一个完整的圆形层与该层纵向相邻，但径向偏移。连续的和偏移的圆形层被纵向放置在之前的层旁边，直到达到期望的芯长度-这形成了本领域中已知的完整的圆形芯。当被激励的转子的磁场穿过定子芯202时，磁场产生穿过定子芯的垂直电流（涡电流）。叠片将涡流减少并控制到可管理的量。

在某些实施例中，可以有多个径向向内突出的指状物217，限定多个定子槽218，以限制和保持多个线圈绕组或“发夹（hairpin）”汇流条204（图2C中未示出）。在某些实施例中，“发夹汇流条”是细长的U形汇流条。在某些实施例中，线圈绕组或发夹汇流条204可被布置成三相配置，如本领域已知的。在其他实施例中，取决于特定应用的设计参数，可使用额外的相配置。

在某些实施例中，定子芯202的外表面上设有多个纵向凹槽220。纵向凹槽220围绕外表面周向定位在线圈绕组或纵向汇流条204不会产生磁场或产生最小磁场的位置处。因此，纵向凹槽220对整个电动机100的扭矩和效率具有最小的影响。纵向凹槽的使用还减少了定子芯202的总重量，而不会显著影响磁场的效果和/或电动机100的性能。

在某些实施例中，纵向凹槽220可作为冷却通道，其提供在需要时使液体冷却剂通过定子外部的能力。在定子芯202被空气冷却的情况下，纵向凹槽220为空气冷却提供了额外的表面积。在其它情况下，在定子组件200套有盖（诸如图1A和1B的套筒102）的任何情况下，纵向凹槽220变为用于液体或冷却基底的通道。因为冷却剂能够沿着这些线路流动，所以定子的外径（和总重量）可以被最小化，而不会影响磁场的效果。总之，纵向凹槽220的使用增加了用于冷却目的的定子芯202外部的表面积，并且在不牺牲磁场效果的情况下减轻了定子芯202的重量。

回到图2A和2B，前连接器环206包括对准和定位孔222，以对准和定位多个线圈绕组或汇流条204。类似地，后连接器环208被设计成对准和定位多个线圈绕组或汇流条204。在某些实施例中，可以有多个径向间隔的直列式安装结构224，其被设计成与多个安装螺钉（未示出）耦接，以将电动机100安装到结构并阻止定子组件200旋转。邻近线圈绕组或汇流条204的纵向或直列式安装结构224的使用进一步允许减小电动机100的总外径（和重量），使得定子200的外径仅由实现期望扭矩所需的磁质量决定。

现在转向图2D，其为定子组件200入口端的详细视图，为清晰起见，移除了前密封件212。如图所示，在三相配置中，有多个耦接（例如，焊接）到线圈绕组或纵向汇流条204的端部的分层半圆形连接器汇流条226。换句话说，在第一相中使用的纵向汇流条204与第一多个连接器汇流条226电耦接在一起。类似地，在第二相中使用的纵向汇流条204与第二多个连接器汇流条226电耦接在一起。类似地，在第三相中使用的纵向汇流条204与第三多个连接器汇流条226电耦接在一起。三相插头216可以耦接到电源，该电源经由特定的连接器汇流条组将电流馈送到各个相的每一个。在一些实施例中，连接器汇流条226可以由铜形成，因为铜具有优异的导电性。分层布置有助于将电流均匀地跨相分布，从而降低损耗并有助于高效运行。还存在夹在连接器汇流条226之间的绝缘间隔物228，以防止每相电流之间的短路。在某些实施例中，这些绝缘间隔物可以由玻璃纤维或另一种绝缘材料形成。

在组装期间，一旦定子芯、线圈绕组、连接器环和安装嵌件在模具中对齐并定位，就可施加环氧树脂（未示出）进一步将安装嵌件固定到位。在某些实施例中，环氧树脂可以密封整个定子组件，使其对于水上应用是理想的。在一些实施例中，定子组件可以被粉末涂覆。然后可以施加额外的环氧树脂层，以防止水或湿气暴露于形成定子芯的平板。

转子组件：

图3A是转子组件300的一个实施例的前面、入口或流入透视图，其结合了本发明的一个或多个方面。与此相对，图3B是转子组件300的后面、排放或流出等轴视图。图3C是从前面透视的转子组件300的主要部件的分解视图，包括磁性转子302、叶轮310和密封件或o形环314。

磁性转子302通常为圆柱形单元或轭，由磁钢或层压有磁体或磁性材料的钢形成。在其他实施例中，转子302可以由磁性不锈钢形成。在某些实施例中，圆柱形壁的厚度已经被最小化，以具有刚好足够的磁性材料来容纳来自磁体的磁场。如下所述，在一些实施例中，转子轭302的圆柱形壁也可以比传统的转子壁更薄，因为叶轮310在结构上支撑圆柱形壁。

在说明性实施例中，磁性转子302包括铁磁材料的实心圆柱体，其外表面嵌入或胶合有围绕转子302的外表面径向隔开的多个纵向永磁体304。在某些实施例中，永磁体可以被包裹并密封在适当的位置。在某些实施例中，磁体可以用碳线（未示出）和/或环氧树脂的旋转层密封，以将磁体保持在适当的位置，从而防止磁体和转子轭暴露于腐蚀性元素。

在一些实施例中，磁性转子302的内表面324内可限定有多个径向间隔的棘爪（detents）322。在一些实施例中，线性棘爪322可径向间隔开，以便最小化对由转子302的磁体或磁性材料产生的磁场的任何影响。

在替代实施例中，磁性转子302的内表面324上可限定有多个纵向线性脊（未示出）。在这样的实施例中，线性脊可以径向间隔开，以便最小化对由磁体或磁性材料产生的磁场的任何影响。多个线性脊被设计成与限定在叶轮310的外表面328中的多个纵向凹槽接合和配合。

在其他替代实施例中，可采用非磁性转子，使用多个封装在非磁性结构中的纵向汇流条来制造感应电动机。在感应电动机实施例中，在纵向汇流条中产生电流，这将产生其自身的磁场。这种实施例可能还需要金属端环，以通过使用转子条来帮助完成电路，从而允许通过电磁感应产生扭矩。

在某些实施例中，叶轮310包括中心轴316（其中设有纵向孔315）、外圆柱形壁318、以及将中心轴联接至圆柱形壁的多个叶片320。在某些实施例中，纵向孔315的尺寸可设置成容纳稳定轴502（见图1D）。

在某些实施例中，从叶轮310的外表面328延伸的多个径向间隔的纵向突起326。当磁性转子在叶轮310上滑动时，多个纵向突起326的尺寸、形状和设计与磁性转子302的棘爪322配合。当组装时，突起326装配在棘爪322内，并将扭矩从转子302传递到叶轮310。

在某些实施例中，叶轮310可由铝或其他有色金属或材料形成。非铁材料的使用将对磁性转子302的磁场产生最小的影响。此外，非铁材料的使用可以起到缓冲的作用，并使穿过叶轮310的水或流体中的游离铁颗粒的截留最小化，因此颗粒不会粘附到叶轮的壁。此外，使用非铁材料将有助于隔离磁场。在某些实施例中，可提供密封件314来防止水或任何其他湿气与转子轭302的低碳钢接触。

在运行中，交流电经由三相插头和连接器汇流条被供应至定子绕组，产生旋转磁场。在转子中使用永磁体304的实施例中，磁体被旋转磁场吸引或排斥。转子中的磁体和定子的旋转磁场之间的交互产生扭矩，该扭矩使得转子相对于定子旋转。在使用感应电动机的实施例中，转子中的电流将使得产生磁场。定子的磁场和转子中的磁场之间的交互产生扭矩，使得转子旋转。这种旋转驱动连接的叶轮310，将电能转换成机械能。

端部密封件：

图4A是入口或前密封件212和排出或后密封件214的等轴视图（另见图2A）。在某些实施例中，前密封件212和后密封件214由具有低摩擦系数的超高分子量聚乙烯形成。

在某些实施例中，密封件212-214可具有多级内表面240，被设计为部分密封某些定子和转子元件。图4B是详细的等轴截面后视图，示出了密封件212和214与叶轮310、磁性转子302、定子芯202和转子组件300的密封件314的邻近关系。图4B中还示出了多级内表面240、叶轮310和转子芯302之间的交互。

在某些实施例中，主密封件212和214可能不完全防水。它们被设计成过滤掉钢、铁、沙子和低重力固体的微粒，防止它们进入磁性转子302和定子芯202之间的空间。主密封件212和214还可以为整个电动机提供一定程度的旋转稳定性，并防止转子的外表面摩擦定子的内表面。

固定轴组件：

图5A是示出可以被包含在诸如图1A、1B和1C所示的电动机组件100中的轴组件500的一个方面的等轴视图。图5B是示出轴组件500的一些主要元件的轴组件500的分解视图。

在某些实施例中，固定轴502可由轻质有色金属形成，诸如钛。在某些实施例中，固定轴502的一个功能是在旋转时帮助叶轮310和/或转子组件300的平衡。换句话说，固定轴502可以作为叶轮和/或转子组件的稳定器。

在某些实施例中，固定轴502的入口端或前端可包括公端（male end）504，该公端504被设计为安装在入口稳定器104（图1A）的内表面内限定的形状和尺寸相似的母孔（未示出）内。公端504和入口稳定器104中限定的孔之间的这种耦接为固定轴502和叶轮310提供了额外的稳定量。

在某些实施例中，轴的前部具有第一直径，并可在其中限定第一圆周凹槽506。在某些实施例中，固定轴502的直径可以改变，以根据应用需要提供额外的稳定性。如图所示，围绕过渡部分508，固定轴502的直径从第一或较小直径过渡到第二或较大直径。在该较大直径部分中还可以限定第二圆周凹槽510。

为了使叶轮310绕固定轴502平稳旋转，可沿轴纵向放置一个或多个圆形轴承组件。在说明性实施例中，有前轴承组件516和后轴承组件518。在某些实施例中，轴承组件516-518中的轴承可以由不锈钢或类似材料制成，这些材料由于紧密公差而具有有限的游隙。轴承组件516-518允许叶轮310在其中心尽可能远地向外边缘旋转（spin），但仍具有在需要时停止旋转的能力。前轴承组件516可以用保持环或夹子520纵向保持，该保持环或夹子520被设计成与圆周凹槽506耦接。类似地，后轴承组件518由扣环522纵向保持，扣环522被设计成与圆周凹槽510耦接。

在某些实施例中，固定轴502的排放端或后端可包括外螺纹端512，被设计成与泵壳、传动装置或甚至固定装置附接点耦接（取决于应用）。在图示的实施例中，在固定轴502的排出端限定了螺纹中心孔（图5A或5B中未示出），用于接收保持螺钉，诸如保持螺钉514。

图5C是某些部件的分解视图，示出了将轴组件500耦接到泵壳550的一部分。相比之下，图5D是位于叶轮310的中心轴316内的轴组件500的详细剖视图，示出了轴组件500的各种元件和叶轮的中心轴316的内部的位置关系。

如图5C和5D所示，泵壳550的螺纹中心孔532与固定轴502的螺纹公端512相匹配。在某些实施例中，固定轴502限定了中心孔534，该中心孔534可以在排出端带有螺纹以接收止动螺钉514。

为了润滑轴承组件和周围区域，可在移除止动螺钉514时将油和/或油脂注入中心孔534的螺纹端。油和/或油脂可被推入中心孔534中并流入油/油脂孔540，油/油脂孔540允许油或其他润滑剂流过中心轴502并进入轴502和叶轮轴316之间的空间536，以从轴的内部和外部润滑该空间和轴承组件516和518。围绕轴502的空间536（图5D）和轴承组件516-518可以用前密封件或o形环524和后密封件或o形环526密封，以将油脂或其他润滑剂包含在密封件之间的空间536中。在某些实施例中，当止动螺钉514插回到中心孔534的螺纹部分中时，后垫圈528可用于保持油和其他润滑剂。

再次参考图2A和2B，保持环208包括多个径向间隔的直列式安装结构224，被设计成与多个安装螺钉（未示出）耦接，以将电动机100安装到诸如泵壳550的结构。因此，如图所示，泵壳部分550包括多个径向间隔的孔538，因此螺钉或其他固定器件可以延伸穿过孔并进入保持环208的安装结构224，进一步将电动机100耦接到泵壳部分550。

在某些实施例中，入口稳定器104还包括多个径向间隔的孔542，因此螺钉或其他固定器件可穿过孔并进入保持环206的安装结构224，以将入口稳定器安装到电动机100。

图5E示出了耦接到入口稳定器104和泵壳部分550的组装电动机100。图5F是耦接到入口稳定器104和泵壳部分550的电动机100的一侧的详细剖视图，其示出了在运行期间冷却电动机100的一种方法。

操作

在运行中，当来自电源（诸如电池）的电流流入定子组件200的汇流条和/或线圈绕组204时，会产生磁场（未示出）。转子302中的磁体或磁性材料被定子组件200的磁场吸引或排斥，并将开始相对于定子组件的磁场旋转。控制器（未示出）将电流从一组汇流条204转移到下一组，这产生磁性转子302将跟随的旋转磁场。因为叶轮310机械耦接到转子302，所以叶轮将与转子围绕固定轴502旋转或自旋。在水生环境中，振动稳定性可由入口稳定器104、前和后密封件214-212控制，其过滤掉进入分隔定子和转子组件的空间的大部分低重力固体和游离铁。非铁叶轮310还用作将薄壁转子302保持为圆柱形的中心支架。

众所周知，在常规电动机在运行期间通常会产生热量，冷却系统用于控制电动机产生的热量。在传统的船舶发动机冷却系统中，通常从推进系统中捕获水，从系统的流体流中去除，用于冷却发动机或电子设备，然后水被重新引入到环境中，导致系统可用的推进力减少，因为一些流体流用于冷却而不是推进。

如图5F所示，立即离开叶轮310的水被“甩”向泵壳部分550的内壁552，以形成高压湍流区554和强大的水压。在某些实施例中，来自高压区554的水将被注入限定在泵壳部件550的内壁552中的入口孔556中。反过来，离开入口孔556的注入水在定子轭202和套筒102之间产生高压区558-这产生朝向入口稳定器104的流体流，并通过多个出口孔560离开。然后，水在叶轮310的入口侧被重新引入低压流562。这产生了零损失或接近零损失的冷却系统，这将导致最小的背压损失或对系统推进的最小负面影响。

任何低比重固体和固体应能够流过入口556，因为它们将被在区558中循环的水流携带。为了确保固体不在区558中被困住，入口孔556在高压区554中的直径（例如，2mm）小于出口孔560的直径（例如，3mm）,使得如果任何固体进入压力区558，将被在定子轭202和套筒102之间循环的加压水流冲洗掉。

提供本公开的摘要的唯一原因是符合要求摘要的规则，这将允许检索者快速确定本公开发布的任何专利的技术公开的主题。提交它是基于这样的理解，即它将不被用来解释或限制权利要求的范围或含义。

所述的任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。当在权利要求要素中引用词语“装置（means）”时，申请人希望该权利要求要素属于35 USC 112（f）的范围。通常一个或多个单词的标签在单词“装置”之前。单词“装置”之前的一个或多个单词是旨在便于引用权利要求元素的标签，而不是旨在传达结构限制。这种装置加功能的权利要求旨在不仅覆盖本文描述的用于执行功能的结构及其结构等同物，而且覆盖等同结构。例如，尽管钉子和螺钉具有不同的结构，但是它们是等效的结构，因为它们都执行紧固的功能。不使用“装置”一词的权利要求不属于35 USC 112（f）的范围。

出于说明和描述的目的，已对本发明的实施例进行了上述描述。它并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。根据上述教导，许多组合、修改和变化是可能的。例如，在某些实施例中，上述部件和特征中的每一个可以单独地或顺序地与其他部件或特征组合，并且仍然在本发明的范围内。具有互换部件的未描述的实施例仍在本发明的范围内。意图是本发明的范围不由该详细描述来限制，而是由权利要求来限制。

Claims (24)

1.一种具有纵向轴线的电动机，所述电动机包括：

围绕所述纵向轴线居中的定子组件，所述定子组件包括，

圆柱形定子轭，所述定子轭具有限定多个向内径向突出的指状物的内表面，所述多个指状物形成多个围绕所述纵向轴线周向定位的纵向空间；

多组纵向电导体，所述多组纵向电导体定位在所述多个纵向空间内；

第一对准环，所述第一对准环纵向邻近所述定子轭的第一端而定位，具有多个周向间隔的孔，用于接合和定位多个电导体；

第二对准环，所述第二对准环纵向邻近所述定子轭的第二端而定位，具有多个周向间隔的孔，用于接合和定位所述多个电导体；

多个连接导体，所述多个连接导体纵向邻近所述第一对准环而定位，并将每组电导体电耦接在一起；

第一多级防水圆形密封件，所述第一多级防水圆形密封件纵向邻近所述定子轭的第一端而定位；

第二多级防水圆形密封件，所述第二多级防水圆形密封件纵向邻近所述定子轭的第二端而定位；

相对于所述定子组件同心地围绕所述纵向轴线居中并且定位在所述定子组件内的转子组件；所述转子组件包括，

圆柱形转子轭，所述转子轭耦接到围绕所述转子轭的外表面周向间隔的多个细长磁体；

其中，所述转子轭包括限定第一多个周向间隔的扭矩传递表面的内表面；

同心地围绕所述纵向轴线居中并且定位在所述转子组件内的叶轮，所述叶轮包括，

圆柱形外壳，所述外壳具有限定第二多个周向间隔的扭矩传递表面的外表面，所述第二多个周向间隔的扭矩传递表面的尺寸和形状设置成接合第一多个扭矩传递表面；

中心轴；

将所述中心轴耦接到所述外壳的至少一个叶片。

2.根据权利要求1所述的电动机，还包括同心定位在所述叶轮的所述中心轴内的非旋转稳定轴。

3.根据权利要求2所述的电动机，还包括围绕所述稳定轴定位的至少一个轴承组件，用于允许所述叶轮的所述中心轴围绕所述稳定轴旋转。

4.根据权利要求2所述的电动机，还包括耦接到所述非旋转稳定轴的第一端的入口稳定器。

5.根据权利要求4所述的电动机，其中，所述入口稳定器包括用于耦接到所述电动机的圆形支撑结构、与所述稳定轴对齐的中心耦接部件、以及将所述圆形支撑结构耦接到所述中心连接部件的多个翼片。

6.根据权利要求4所述的电动机，其中，所述第一对准环包括多个定位孔，用于耦接到多个紧固件，所述紧固件耦接到所述入口稳定器的圆形支撑。

7.根据权利要求2所述的电动机，其中，所述稳定轴的至少一端带有螺纹，以与容纳所述电动机的支撑结构耦接。

8.根据权利要求1所述的电动机，其中，所述第二对准环包括多个定位孔，用于耦接到多个紧固件，所述紧固件耦接到所述电动机的支撑结构外壳。

9.根据权利要求1所述的电动机，其中，所述多组纵向电导体中的电导体是具有位于所述多个纵向空间的第一纵向空间内的第一腿和位于所述多个纵向空间的相邻空间内的第二腿的u形导体。

10.根据权利要求9所述的电动机，其中，所述多组电导体中的所述纵向电导体是发夹汇流条。

11.根据权利要求9所述的电动机，其中，所述多组电导体中的所述电导体是线圈绕组。

12.根据权利要求9所述的电动机，其中，所述多个连接导体是具有矩形横截面和用于接合一组纵向电导体的端部的孔的多个半圆形汇流条。

13.根据权利要求12所述的电动机，还包括定位在连接导体层之间的绝缘环。

14.根据权利要求1所述的电动机，其中，所述圆柱形定子轭包括外表面，所述外表面限定了多个纵向通道，所述纵向通道围绕所述外表面周向而定位，以最小化对由所述定子组件和转子组件的交互产生的扭矩的影响。

15.根据权利要求1所述的电动机，还包括围绕所述纵向轴线居中的圆柱形套筒，所述套筒定位在所述定子轭上，以为所述定子轭形成循环水的冷却通道。

16.一种在没有驱动轴的情况下旋转叶轮的方法，所述方法包括：

将具有纵向轴线的叶轮同心地耦接到转子轭的内表面，其中所述转子轭具有包含多个周向间隔的细长磁体的外表面；

将所述转子轭同心地定位在圆柱形定子轭内，其中所述定子轭包括由围绕所述纵向轴线周向定位的纵向空间限定的内部，并且具有定位在纵向空间内的一组或多组导体；

将每组导体内的各个导体相互电耦接；

激励至少一组导体，使得所述细长磁体围绕所述纵向轴线旋转；使得所述转子轭旋转，这又使得所述叶轮围绕所述纵向轴线旋转；以及

利用定位在所述叶轮内并同心地围绕所述纵向轴线居中的固定中心轴稳定所述叶轮的所述旋转。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，将叶轮同心地耦接到转子轭的内表面的步骤还包括将所述叶轮的圆柱形外壳耦接到所述转子轭的内表面。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括液压密封转子磁体的外表面和所述定子轭的向内表面之间的空隙。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括通过使流体流过限定在所述定子轭的外表面内的纵向棘爪来冷却电动机。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述稳定包括将所述固定轴的一端耦接到入口稳定器。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述稳定包括将所述固定轴的一端耦接到电动机的支撑结构外壳。

22.根据权利要求16所述的方法，还包括通过将导体的第一端与限定在第一对准环内的第一多个孔接合，并将导体的第二端与限定在第二对准环内的第二多个孔接合，来纵向对准所述至少一组导体。

23.根据权利要求16所述的方法，其中，所述稳定包括将至少一个轴承组件定位在所述叶轮的旋转中心轴和固定中心轴之间。

24.根据权利要求16所述的方法，还包括通过将所述定子轭暴露于从所述叶轮的出口侧的较高压力区获取的再循环水并将所述水注入所述叶轮的入口侧的较低压力区来冷却所述定子轭。