專利名稱：直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于洗衣機的電機。
背景技術(shù)：
目前，市場上的洗衣機主要是波輪式和滾筒式兩種結(jié)構(gòu)，滾筒式洗衣機具有衣物不纏繞、磨損率低、洗凈度高、洗滌范圍廣等特點，但是機身重、體積大、價格貴，兩種結(jié)構(gòu)的洗衣機其關(guān)鍵部件都在于驅(qū)動電機，它們均采用傳統(tǒng)的“單相感應(yīng)電動機”，并通過齒輪、皮帶等減速機構(gòu)來帶動洗衣筒進行變速驅(qū)動，有的產(chǎn)品驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速是恒定的，靠復(fù)雜的變速機構(gòu)來調(diào)速，以滿足低速洗滌和高速脫水的雙重功能，有的產(chǎn)品雖然也采用變頻技術(shù)來進行調(diào)速，但因驅(qū)動電機是單相感應(yīng)電動機，洗衣機機箱內(nèi)一邊放置洗衣筒，另一邊是較高轉(zhuǎn)速的單相感應(yīng)電機，通過齒輪、皮帶等與洗衣筒中心軸聯(lián)結(jié)，不僅占地面積大、而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、功耗大、重量大、調(diào)速范圍窄、可靠性能差。
圖1為傳統(tǒng)的滾筒洗衣機傳動機構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，軸的一端安裝大皮帶輪，單相感應(yīng)電動機同軸有小皮帶輪，再帶動傳動三角帶進行減速傳動，該驅(qū)動電機常為雙速電動機，在洗滌、漂洗時電機處于低速檔運行，滾筒的轉(zhuǎn)速為50-70轉(zhuǎn)/分，在脫水時，電機在高速檔運行，滾筒轉(zhuǎn)速多為350-750轉(zhuǎn)/分，電機只能兩檔轉(zhuǎn)速，不能無級調(diào)速，更不能直接驅(qū)動洗衣筒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，該電機結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、制造成本低、工作效率高、氣隙磁通密度高、大幅度提高出力，可以使洗衣機實現(xiàn)小型輕量化、無級調(diào)速、靜音運行，集洗滌、脫水、烘干于一體。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，包括內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)定子包括定子軛，定子軛上設(shè)有定子槽，定子槽內(nèi)設(shè)有定子繞組，所述外轉(zhuǎn)子呈凹形，端面上設(shè)有軸孔，外轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極，內(nèi)定子與外轉(zhuǎn)子之間設(shè)有徑向氣隙。
本發(fā)明詳細(xì)的技術(shù)方案之一是一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，包括內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)定子包括定子軛，定子軛上設(shè)有定子槽，定子槽內(nèi)設(shè)有定子繞組，所述外轉(zhuǎn)子呈凹形，端面上設(shè)有軸孔，外轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極，內(nèi)定子與外轉(zhuǎn)子之間設(shè)有徑向氣隙；所述永磁磁極由多塊平行取向的瓦形磁鋼組成，形成徑向磁極，起到聚磁作用。
本發(fā)明詳細(xì)的技術(shù)方案之二是一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，包括內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)定子包括定子軛，定子軛上設(shè)有定子槽，定子槽內(nèi)設(shè)有定子繞組，所述外轉(zhuǎn)子呈凹形，端面上設(shè)有軸孔，外轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極，內(nèi)定子與外轉(zhuǎn)子之間設(shè)有徑向氣隙；所述永磁磁極由多塊不同取向的瓦形磁鋼組成，不僅起到聚磁作用，而且改善磁場波形。
本發(fā)明詳細(xì)的技術(shù)方案之三是一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，包括內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)定子包括定子軛，定子軛上設(shè)有定子槽，定子槽內(nèi)設(shè)有定子繞組，所述外轉(zhuǎn)子呈凹形，端面上設(shè)有軸孔，外轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極，內(nèi)定子與外轉(zhuǎn)子之間設(shè)有徑向氣隙；所述永磁磁極由多塊凸形磁鋼組成，凸形磁鋼的外表面貼在外轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁、內(nèi)表面呈向圓心凸起的弧形，使氣隙不均勻，形成正弦波氣隙磁場，降低電機力矩波動，提高運行穩(wěn)定性。
上述三個技術(shù)方案中，所述內(nèi)定子可以是整體式結(jié)構(gòu)，也可以是拼裝式結(jié)構(gòu)，拼裝時由數(shù)個扇形沖片和一個圓形沖片疊裝組成內(nèi)定子，扇形沖片與圓形沖片通過接合部圓柱銷來固定，這樣可以降低材料消耗，提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明的優(yōu)點是1.輕量化 本發(fā)明的電機呈扁平形狀，洗衣機的洗衣筒可直接安裝在外轉(zhuǎn)子上，無需齒輪、皮帶等復(fù)雜的聯(lián)動機構(gòu)，這樣，便可以大幅度地縮小洗衣機的體積、減輕洗衣機的重量。
2.可靠性高 本發(fā)明的電機與洗衣筒之間省去了減速機構(gòu)，洗衣筒可直接安裝在電機的外轉(zhuǎn)子上，所以洗衣機的結(jié)構(gòu)可以更簡單，可靠性能也得到了明顯提高。
3.調(diào)速范圍廣 普通單相感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速與電機定子極對數(shù)有關(guān)，轉(zhuǎn)速提高受到限制，而本發(fā)明的電機為無刷電機，理論上可設(shè)計成任意轉(zhuǎn)速，與極對數(shù)無關(guān)，只要通過與之配置的控制器即可方便地實現(xiàn)無級調(diào)速，使洗衣機低速洗滌、高速脫水、烘干一氣呼成。
4.高效節(jié)能 本發(fā)明的電機的外轉(zhuǎn)子為永磁勵磁，不像傳統(tǒng)的單相感應(yīng)電機一樣要勵磁繞組和通電流來勵磁，大大降低了功耗、發(fā)熱，并提高了工作效率，普通單相感應(yīng)電機效率為45％--50％，本發(fā)明的電機效率為85％--92％，加之可進行無級調(diào)速，因此可省電30％左右。
5.高品質(zhì)運行 本發(fā)明獨特的電機磁路技術(shù)—徑向聚磁、正弦磁場、外轉(zhuǎn)子磁路使電機具有大功率、高轉(zhuǎn)矩、低噪音、高精度、長壽命、機械特性硬、過載能力強、平滑起動和無級調(diào)速等特點，用于洗衣機驅(qū)動，可根據(jù)負(fù)載情況(衣物容量)，適時調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速和輸出功率，電機同時配套有脈沖寬度調(diào)制(PWM)的直流變頻驅(qū)動控制器，實現(xiàn)洗衣機的高品質(zhì)大容量(6-8Kg)，可洗大件衣物；小型化取消機械變速器，實現(xiàn)了新一代超薄滾筒式和波輪式洗衣機的開發(fā)生產(chǎn)，大幅度減少占地面積；多功能集洗衣、脫水、烘干功能于一體，三種程序無級調(diào)速，一次完成，同時電機加減速過程可采用計算機數(shù)字控制，達到軟起動、軟制動功率，真正達到“靜音”運行。


下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述圖1為為傳統(tǒng)滾筒洗衣機的傳動機構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為內(nèi)定子結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為采用平行取向瓦形磁鋼的永磁磁極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為采用不同取向瓦形磁鋼的永磁磁極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為采用凸形磁鋼的永磁磁極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為拼裝式內(nèi)定子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為拼裝式內(nèi)定子扇形沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為拼裝式內(nèi)定子定子軛的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1內(nèi)定子；2外轉(zhuǎn)子；3定子軛；4定子槽；5定子繞組；6軸孔；7永磁磁極；8氣隙；701平行取向瓦形磁鋼；702不同取向瓦形磁鋼；703凸形磁鋼；101扇形沖片；102圓形沖片；103圓柱銷。
具體實施例方式
實施例如圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，包括內(nèi)定子[1]和外轉(zhuǎn)子[2]，所述內(nèi)定子[1]包括定子軛[3]，定子軛[3]上設(shè)有和定子槽[4]，定子槽[4]內(nèi)設(shè)有定子繞組[5]，所述外轉(zhuǎn)子[2]呈凹形，端面上設(shè)有軸孔[6]，外轉(zhuǎn)子[2]的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極[7]，內(nèi)定子[1]與外轉(zhuǎn)子[2]之間設(shè)有徑向氣隙[8]。
將來電機與洗衣筒的連接是這樣的電機外轉(zhuǎn)子[2]固定在一個Y形外鋁支架上，洗衣筒與另一個Y形內(nèi)鋁支架剛性連接，外轉(zhuǎn)子軸孔[6]內(nèi)鑲有花鍵槽，兩支架與花鍵槽同軸相連，外轉(zhuǎn)子[2]帶動軸轉(zhuǎn)動，從而使內(nèi)支架與洗衣筒一起轉(zhuǎn)動，起到直接驅(qū)動的功效，如圖6所示，所述永磁磁極[7]可以由多塊平行取向的瓦形磁鋼[701]組成，每三塊平行取向的磁鋼拼成一個磁極，起到徑向定向的效果，這樣將顯著減少磁極間的漏磁通，并產(chǎn)生聚磁作用，提高氣隙磁通密度，由于電機的輸出轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通密度成正比，從而大幅度提高了電機的出力，實現(xiàn)電機小型輕量化。
如圖7所示，所述永磁磁極[7]可以由多塊不同取向的瓦形磁鋼[702]組成，每三塊異向取向的磁鋼組成一個磁極，磁極的異向定向有三項作用1.顯著減少磁極間的漏磁通，增加了主磁通；2.使磁鋼表面的磁通匯集于氣隙，良好地起到聚磁作用，提高氣隙磁通密度(甚至超過磁鋼材料的剩磁密度)，增加電機出力和實現(xiàn)小型輕量化；3.改善氣隙磁場波形，使磁場波形接近正弦波，使本發(fā)明直接驅(qū)動式的洗衣機電機實現(xiàn)大功率、高轉(zhuǎn)矩、低噪音、機械特性硬、過載能力強和靜音運行。
如圖8所示，所述永磁磁極[7]可以由多塊凸形磁鋼[703]組成，凸形磁鋼[703]的外表面貼在外轉(zhuǎn)子[2]的內(nèi)壁、內(nèi)表面呈向圓心凸起的弧形，磁鋼的中間厚而兩邊薄，使氣隙[8]不均勻，改善氣隙磁場波形，獲得正弦波氣隙磁場從而使電機運行更加平滑，噪音更低，有利于直接驅(qū)動洗衣機和實現(xiàn)無級調(diào)速，但磁極沒有聚磁作用，功率提高受到一定的限制。
如圖4所示，所述內(nèi)定子[1]可以是整體式結(jié)構(gòu)。
如圖9、圖10、圖11所示，所述內(nèi)定子[1]也可以是拼裝式結(jié)構(gòu)，由數(shù)個扇形沖片[101]和一個圓形沖片[102]疊裝組成內(nèi)定子[1]，內(nèi)定子[1]外圓再精車直到定子槽口，帶定子繞組[5]的扇形沖片[101]與圓形沖片[102]通過接合部圓柱銷[103]來固定，這樣可以降低材料消耗，提高生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，包括內(nèi)定子[1]和外轉(zhuǎn)子[2]，其特征在于所述內(nèi)定子[1]包括定子軛[3]，定子軛[3]上設(shè)有和定子槽[4]，定子槽[4]內(nèi)設(shè)有定子繞組[5]，所述外轉(zhuǎn)子[2]呈凹形，端面上設(shè)有軸孔[6]，外轉(zhuǎn)子[2]的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極[7]，內(nèi)定子[1]與外轉(zhuǎn)子[2]之間設(shè)有徑向氣隙[8]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，其特征在于所述永磁磁極[7]由多塊平行取向的瓦形磁鋼[701]組成，形成徑向磁極，起到聚磁作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，其特征在于所述永磁磁極[7]由多塊不同取向的瓦形磁鋼[702]組成，不僅起到聚磁作用，而且改善磁場波形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，其特征在于所述永磁磁極[7]由多塊凸形磁鋼[703]組成，凸形磁鋼[703]的外表面貼在外轉(zhuǎn)子[2]的內(nèi)壁、內(nèi)表面呈向圓心凸起的弧形，使氣隙[8]不均勻，形成正弦波氣隙磁場，降低電機力矩波動，提高運行穩(wěn)定性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機，其特征在于所述內(nèi)定子[1]為拼裝式結(jié)構(gòu)，由數(shù)個扇形沖片[101]和一個圓形沖片[102]疊裝組成內(nèi)定子[1]，扇形沖片[101]與圓形沖片[102]通過接合部的圓柱銷[103]來固定，這樣可以降低材料消耗，提高生產(chǎn)率。
全文摘要
本發(fā)明公開一種直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子永磁無刷洗衣機電機,包括內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子,所述內(nèi)定子包括定子軛,定子軛上設(shè)有定子槽,定子槽內(nèi)設(shè)有定子繞組,所述外轉(zhuǎn)子呈凹形,端面上設(shè)有軸孔,外轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)壁固定有永磁磁極,內(nèi)定子與外轉(zhuǎn)子之間設(shè)有徑向氣隙;該電機結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、成本低、效率高、出力大、氣隙磁通密度高,可以使洗衣機實現(xiàn)小型輕量化、無級調(diào)速、靜音運行,集洗滌、脫水、烘干于一體。
文檔編號H02K1/16GK1381936SQ02113030
公開日2002年11月27日 申請日期2002年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月16日
發(fā)明者林德芳, 胡崗 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)和鑫電器有限公司