本發(fā)明涉及尤其適用于家用電器(如手持式吸塵器)的永磁電機(jī)。

背景技術(shù)：

目前許多裝置和設(shè)備中都使用電機(jī)。許多設(shè)備(例如手持式吸塵器等家用電器)都希望電機(jī)更小、更輕、功率更大，以在滿足相同性能的前提下減小設(shè)備的尺寸、或者在不增加設(shè)備尺寸的前提下增加電機(jī)功率以提升設(shè)備性能。

現(xiàn)有一些家用電器中采用低壓直流電機(jī)。低壓直流電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子。定子具有圓桶形殼體和固定到殼體內(nèi)表面的永久磁鐵。轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子磁芯、以及纏繞于轉(zhuǎn)子磁芯的轉(zhuǎn)子線圈。轉(zhuǎn)子繞圈由低壓直流電壓供電。在一種現(xiàn)有的300系列低壓直流電機(jī)中，電機(jī)的殼體的外徑約27.6mm，轉(zhuǎn)子磁芯的外徑約18mm，轉(zhuǎn)子磁芯的外徑與電機(jī)的殼體外徑之比約65.2％，當(dāng)電機(jī)的輸入電壓為16.2V時(shí)，電機(jī)的額定輸出功率一般小于30瓦。

本發(fā)明旨在提供一種新型的低壓直流電機(jī)，能夠在不增加殼體尺寸的情況下提供更高的輸出功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種低壓直流電機(jī)，包括定子和相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、固定于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子磁芯、固定于轉(zhuǎn)軸并與轉(zhuǎn)子磁芯相鄰的換向器、纏繞于轉(zhuǎn)子磁芯的極部并與換向器電連接的轉(zhuǎn)子繞 組，所述定子包括桶狀殼體、裝設(shè)于殼體內(nèi)表面的永久磁鐵、以及與換向器滑動(dòng)接觸的電刷，所述電機(jī)的輸入電壓在7～36V范圍內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子磁芯的外徑與所述殼體的外徑之比為67％～75％。

較佳的，所述轉(zhuǎn)子磁芯的外徑與所述殼體的外徑之比為67.6％～73.8％。

較佳的，所述永久磁鐵為鐵氧體磁鐵。

較佳的，所述鐵氧體磁鐵由最大磁能積值BHmax為35.8±1.6kj/m³的材料制成。

較佳的，所述鐵氧體磁鐵由剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br為430±10mT、矯頑力Hcb為318.5±7.9kA/m、內(nèi)稟矯頑力Hcj為358.3±7.9kA/m的材料制成。

較佳的，所述鐵氧體磁鐵由最大磁能積值BHmax為34.2±1.6kj/m³的材料制成。

較佳的，所述鐵氧體磁鐵由剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br為430±10mT、矯頑力Hcb為258.7±7.9kA/m、內(nèi)稟矯頑力Hcj為270.7±7.9kA/m的材料制成。

較佳的，所述殼體的外徑為27.5mm±0.3mm，所述轉(zhuǎn)子磁芯的外徑為19mm±0.2mm。

較佳的，所述磁鐵的軸向長(zhǎng)度為21.0mm±2.1mm、27.5mm±0.3mm或34mm±0.3mm，所述電機(jī)的額定輸出功率可分別達(dá)到20瓦特、50瓦特或80瓦特。

較佳的，所述轉(zhuǎn)子磁芯具有5個(gè)或10個(gè)極部，所述定子具有2個(gè)永磁極，所述換向器具有5個(gè)換向片。

可選的，所述低壓直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線直徑在0.1mm～0.5mm范圍內(nèi)。

較佳的，所述低壓直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線直徑在0.3mm～0.35mm范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一方面提供一種由如上述低壓直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的吸塵器滾刷。

本發(fā)明再一方面提供一種具有上述低壓直流電機(jī)的家用電器。

本發(fā)明所舉實(shí)施例中，由于使用了更高等級(jí)的鐵氧體磁鐵，因此能夠在保證足夠的磁性能的前提下減小磁鐵的厚度，這樣可以增大轉(zhuǎn)子磁芯的尺寸，使得電機(jī)可提供更大的空間以容納更多的轉(zhuǎn)子繞組，從而獲得更高的輸出功率。進(jìn)一步的，由于具有更大的熱質(zhì)量，可以降低電機(jī)運(yùn)行中的溫升程度。并且，由于允許轉(zhuǎn)子繞組使用更粗的導(dǎo)線，還可以降低電機(jī)的銅損。此外，與采用稀土磁鐵相比，鐵氧體磁鐵的成本更低，因此電機(jī)的成本也較低。

附圖說(shuō)明

圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的低壓直流電機(jī)；

圖2示出圖1中低壓直流電機(jī)的軸向剖視圖；

圖3示出圖1中低壓直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁芯。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。可以理解，附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為了便于清晰描述，而并不限定比例關(guān)系。

圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的低壓直流電機(jī)16，包括定子和可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸22、固定于轉(zhuǎn)軸22的轉(zhuǎn)子磁芯24、固定于轉(zhuǎn)軸22并與轉(zhuǎn)子磁芯24相鄰的換向器26、以及纏繞于轉(zhuǎn)子磁芯24的各個(gè)極部30并與換向器26電連接的轉(zhuǎn)子繞組28。轉(zhuǎn)子磁芯24可由若干轉(zhuǎn)子芯片沿轉(zhuǎn)軸軸向堆疊而成。相鄰轉(zhuǎn)子極部之間形成可容納轉(zhuǎn)子繞組的槽。一風(fēng)扇32固定于轉(zhuǎn)子磁芯24，與殼體36上的開口34共同作用以在旋轉(zhuǎn)時(shí)以氣流冷卻電機(jī)。 較佳的，轉(zhuǎn)子磁芯24具有5個(gè)極部，換向器26具有5個(gè)換向片。在另一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁芯24可具有10極部。

定子包括沿軸向延伸的具有開口端和封閉端38的圓桶狀殼體36、固定至殼體36的內(nèi)表面的兩片永久磁鐵40、閉合殼體36的開口端的端蓋42、以及一對(duì)電刷組件。兩片永久磁鐵40形成兩個(gè)永磁極。殼體36由導(dǎo)磁材料制成。一磁通環(huán)44固定至殼體36的外表面以降低殼體36的磁通回線的磁阻。端蓋42固定安裝至殼體36。轉(zhuǎn)軸22由分別位于端蓋42和殼體的封閉端38的兩軸承46可旋轉(zhuǎn)地支撐。轉(zhuǎn)子磁芯與磁鐵40相對(duì)而設(shè)且兩者之間具有氣隙。

端蓋42具有基板48、自基板48沿軸向向內(nèi)延伸的環(huán)形側(cè)壁50、以及自基板48沿軸向向外延伸的用于支撐一軸承46的軸承座52。側(cè)壁50和基板48共同形成一可容納換向器16的腔室。每一電刷組件具有一刷架54，刷架54從側(cè)壁50沿徑向向內(nèi)延伸并與上述腔室相通。一電刷56可滑動(dòng)地裝設(shè)于刷架54內(nèi)并在一彈性件(圖中未示出)的彈性支撐下與換向器26滑動(dòng)接觸。端蓋42上還設(shè)有兩個(gè)用于電連接外部電源的接電端子58。每一接電端子58經(jīng)電導(dǎo)體(如圖中未示出的刷辮)與相應(yīng)電刷56電連接。這樣，可將低壓直流電壓經(jīng)接電端子58、電刷56及換向器26提供給轉(zhuǎn)子繞組28。其中，所述低壓直流電壓可以是7V～36V，較佳的為12V～20V，更佳的為16V～17V。

本發(fā)明實(shí)施例中，永久磁鐵40為較高等級(jí)的鐵氧體磁鐵，較佳的由最大磁能積值BHmax為35.8±1.6kj/m³、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br為430±10mT、矯頑力Hcb為318.5±7.9kA/m、內(nèi)稟矯頑力Hcj為358.3±7.9kA/m的材料制成，在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，永久磁鐵40由最大磁能積值BHmax為34.2±1.6kj/m³、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br為430±10mT、矯頑力Hcb為258.7±7.9kA/m、內(nèi)稟矯頑力Hcj為270.7±7.9kA/m的鐵氧體材料制成。轉(zhuǎn)子磁芯的外徑與電機(jī)殼體外徑之比在67％～75％范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線直徑在0.1mm～0.5mm范圍內(nèi)，較佳的在 0.3mm～0.35mm范圍內(nèi)，更佳的為0.32mm。

在根據(jù)本發(fā)明上述較佳實(shí)施例的一個(gè)300系列低壓直流電機(jī)的示例中，電機(jī)殼體的外徑D2(不計(jì)入磁通環(huán)44的厚度)在27.5mm±0.3mm，所述轉(zhuǎn)子磁芯的外徑為19mm±0.2mm，所述轉(zhuǎn)子磁芯的外徑與所述殼體的外徑之比小于71％。

本發(fā)明所舉實(shí)施例中，由于使用了更高等級(jí)的鐵氧體磁鐵，因此能夠在保證足夠的磁性能的前提下減小磁鐵的厚度，這樣可以增大轉(zhuǎn)子磁芯的尺寸。由此，電機(jī)可提供更大的空間以容納更多的轉(zhuǎn)子繞組，從而獲得更高的輸出功率。作為300系列低壓直流電機(jī)的幾種具體實(shí)例，電機(jī)的輸入電壓為16.2V±1.6V時(shí)，磁鐵的軸向尺寸為21.0mm±2.1mm、27.5mm±0.3mm和34mm±0.3mm，電機(jī)的額定輸出功率可分別達(dá)到20瓦特、50瓦特和80瓦特。

進(jìn)一步，由于具有更大的熱質(zhì)量，可以降低電機(jī)運(yùn)行中的溫升程度，并且，由于允許轉(zhuǎn)子繞組使用更粗的導(dǎo)線，還可以降低電機(jī)的銅損。此外，與采用稀土磁鐵相比，鐵氧體磁鐵的成本更低，因此電機(jī)的成本也較低。

本發(fā)明上述實(shí)施例的低壓直流電機(jī)尤其適用于例如驅(qū)動(dòng)手持式吸塵器的滾刷等家用電器中。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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(jìn)等，例如定子也可以具有四片或更多永久磁鐵，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。