本發(fā)明是一種洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子，其涉及一種電動(dòng)機(jī)定子，特別是涉及一種應(yīng)用于洗衣機(jī)排水泵的電動(dòng)機(jī)組合式定子。

背景技術(shù)：

普通洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)多數(shù)采用40w的永磁電機(jī)，中國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《qb/t4273-2011洗衣機(jī)排水泵技術(shù)要求》中，小于50w的永磁電機(jī)排水泵的效率為7%。洗衣機(jī)排水泵效率偏低的原因除去排水泵結(jié)構(gòu)因素之外，主要是洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)的效率偏低。

普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)效率偏低的原因之一是階梯氣隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)采用一個(gè)u形定子鐵芯，u形定子鐵芯上安裝有兩個(gè)繞組線圈，兩個(gè)繞組線圈串聯(lián)形成單相定子繞組。u形定子鐵芯有兩個(gè)鐵芯磁極，每一個(gè)鐵芯磁極徑向內(nèi)表面分為兩段，這兩段鐵芯磁極徑向內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子永磁體徑向外表面之間的氣隙長(zhǎng)度不相等，形成階梯氣隙，階梯氣隙使靜止時(shí)定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)軸線之間存在一個(gè)夾角，洗衣機(jī)排水泵通電后產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該永磁電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，難以在滿負(fù)載下啟動(dòng)，需要離合器使其空載啟動(dòng)。授權(quán)公告號(hào)cn2916195y，發(fā)明名稱“一種離心式排水泵”展示了此類洗衣機(jī)排水泵及其離合器的結(jié)構(gòu)。由于此類離合器使洗衣機(jī)排水泵僅在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不足一圈的時(shí)間內(nèi)空載啟動(dòng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加十分有限。

普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)效率偏低的原因之二是u形定子鐵芯與轉(zhuǎn)子永磁體之間的齒槽轉(zhuǎn)矩較大。普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)u形定子鐵芯的兩個(gè)鐵芯磁極之間是寬度較大的空氣槽，轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)分別穿過鐵芯磁極或空氣槽時(shí)的磁阻相差較大，產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，齒槽轉(zhuǎn)矩迫使轉(zhuǎn)子永磁體磁極停留在定子鐵芯磁極處，普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須克服齒槽轉(zhuǎn)矩。上述兩個(gè)因素導(dǎo)致該永磁電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只能通過增加電機(jī)輸入功率而增加電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而使普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)效率偏低。

若有一種洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)采用電容移相啟動(dòng)，并且采用閉口槽定子鐵芯消除電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩，則可以顯著提高電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，繼而降低電機(jī)輸入功率，提高該洗衣機(jī)排水泵效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服普通洗衣機(jī)排水泵永磁電機(jī)效率偏低的缺點(diǎn)，提供一種采用電容移相啟動(dòng)，并且采用閉口槽定子鐵芯和集中式定子繞組的，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、效率高的洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子。本發(fā)明的實(shí)施方案如下：

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子應(yīng)用于洗衣機(jī)排水泵，洗衣機(jī)排水泵包括水泵部件和所述組合式定子，水泵部件包括外殼一、外殼二、軸套一、軸套二、密封圈、轉(zhuǎn)子部件，轉(zhuǎn)子部件包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子骨架、轉(zhuǎn)子永磁體、葉輪，軸套一、軸套二安裝在外殼一的內(nèi)腔，密封圈安裝在外殼一的一端，外殼一的另一端有密封套筒，外殼二的一端有進(jìn)水管和出水管，外殼二的另一端與外殼一有密封圈的一端采用螺釘連接在一起，在外殼一、外殼二徑向內(nèi)側(cè)形成水泵內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子部件安裝在水泵內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)子永磁體與所述組合式定子配合組成洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)。所述組合式定子安裝在外殼一的密封套筒徑向外側(cè)。所述組合式定子包括主繞組鐵芯、磁軛鐵芯、輔助繞組鐵芯、主繞組一、主繞組二、輔助繞組一、輔助繞組二，主繞組一的繞組線圈與主繞組二的繞組線圈串聯(lián)形成主繞組，輔助繞組一的繞組線圈與輔助繞組二的繞組線圈串聯(lián)形成輔助繞組，輔助繞組線路中串聯(lián)有電容器，采用電容移相啟動(dòng)方式，主繞組線路兩端與輔助繞組線路兩端并聯(lián)在一起連接交流電源。

磁軛鐵芯呈“十”字形，磁軛鐵芯中間是定子氣隙內(nèi)腔，磁軛鐵芯徑向外側(cè)均布四個(gè)定子磁極，四個(gè)定子磁極依次分別命名為主磁極一、輔助磁極一、主磁極二、輔助磁極二，相鄰兩個(gè)定子磁極之間是截面非常小的隔磁磁橋，主磁極一徑向外側(cè)端面有定位榫頭一，主磁極二徑向外側(cè)端面有定位榫頭二，輔助磁極一徑向外側(cè)端面的兩邊分別有一個(gè)限位凸臺(tái)，在兩個(gè)限位凸臺(tái)之間形成安裝槽。

主繞組鐵芯呈u形，主繞組鐵芯中間是橫磁軛一，橫磁軛一兩側(cè)分別是豎磁軛一、豎磁軛二。豎磁軛一遠(yuǎn)離橫磁軛一一端的內(nèi)側(cè)有定位凹槽一，定位凹槽一的輪廓與磁軛鐵芯的主磁極一的定位榫頭一的輪廓相嚙合。豎磁軛二遠(yuǎn)離橫磁軛一一端的內(nèi)側(cè)有定位凹槽二，定位凹槽二的輪廓與磁軛鐵芯的主磁極二的定位榫頭二的輪廓相嚙合。

輔助繞組鐵芯呈u形，輔助繞組鐵芯中間是垂直磁軛一，垂直磁軛一兩側(cè)分別是水平磁軛一、水平磁軛二。

主繞組一、主繞組二、輔助繞組一、輔助繞組二的結(jié)構(gòu)相同，主繞組一、主繞組二、輔助繞組一、輔助繞組二分別包括繞組骨架、繞組線圈，繞組骨架中間是骨架中心孔，繞組線圈安裝在繞組骨架上。

主繞組鐵芯、主繞組一、主繞組二組成主繞組部件。主繞組一安裝在主繞組鐵芯的豎磁軛一上，主繞組二安裝在主繞組鐵芯的豎磁軛二上。所述組合式定子在裝配時(shí)，主繞組鐵芯的豎磁軛一右側(cè)端面與磁軛鐵芯的主磁極一左側(cè)端面相互接觸安裝在一起，主繞組鐵芯的豎磁軛二左側(cè)端面與磁軛鐵芯的主磁極二右側(cè)端面相互接觸安裝在一起。并且，主繞組鐵芯的定位凹槽一與磁軛鐵芯的定位榫頭一相互接觸安裝在一起，主繞組鐵芯的定位凹槽二與磁軛鐵芯的定位榫頭二相互接觸安裝在一起。

輔助繞組鐵芯、輔助繞組一、輔助繞組二組成輔助繞組部件。輔助繞組一安裝在輔助繞組鐵芯的水平磁軛一上，輔助繞組二安裝在輔助繞組鐵芯的水平磁軛二上。所述組合式定子在裝配時(shí)，輔助繞組鐵芯的水平磁軛一下端面與磁軛鐵芯的輔助磁極一上端面相互接觸安裝在一起，輔助繞組鐵芯的水平磁軛二上端面與磁軛鐵芯的輔助磁極二下端面相互接觸安裝在一起，并且，磁軛鐵芯的兩個(gè)限位凸臺(tái)使輔助繞組鐵芯的水平磁軛一下端面限定在安裝槽內(nèi)。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行的某一時(shí)刻，主繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁通路徑是，磁力線從主繞組的n極出發(fā)，磁力線依次經(jīng)過主繞組鐵芯的橫磁軛一、豎磁軛一，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯的主磁極一，磁力線再經(jīng)過電動(dòng)機(jī)氣隙、轉(zhuǎn)子永磁體、電動(dòng)機(jī)氣隙，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯的主磁極二，磁力線進(jìn)入主繞組鐵芯的豎磁軛二，磁力線回到主繞組的s極，形成閉合回路。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行的某一時(shí)刻，輔助繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁通路徑是，磁力線從輔助繞組的n極出發(fā)，磁力線依次經(jīng)過輔助繞組鐵芯的垂直磁軛一、水平磁軛一，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯的輔助磁極一，磁力線再經(jīng)過電動(dòng)機(jī)氣隙、轉(zhuǎn)子永磁體、電動(dòng)機(jī)氣隙，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯的輔助磁極二，磁力線進(jìn)入輔助繞組鐵芯的水平磁軛二，磁力線回到輔助繞組的s極，形成閉合回路。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)氣隙中輔助繞組磁場(chǎng)方向與主繞組磁場(chǎng)方向在空間上相差九十度電角度，利用電容的移相作用，使輔助繞組的電流相位與主繞組的電流相位相差約為九十度，則輔助繞組與主繞組共同作用產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)子永磁體與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子的電動(dòng)機(jī)氣隙是均勻的，利用電容移相作用產(chǎn)生的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，采用閉口槽定子鐵芯消除了電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩，在顯著提高電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下降低電機(jī)輸入功率，能夠提高洗衣機(jī)排水泵效率。集中式定子繞組結(jié)構(gòu)使所述組合式定子的成本較低。

附圖說明

說明書附圖是洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子以及水泵部件的結(jié)構(gòu)圖和示意圖。其中圖1是洗衣機(jī)排水泵的軸測(cè)圖。圖2是洗衣機(jī)排水泵的軸測(cè)剖視圖。圖3是所述組合式定子的軸測(cè)圖。圖4是磁軛鐵芯、主繞組鐵芯、輔助繞組鐵芯安裝在一起的位置示意圖。圖5是磁軛鐵芯的軸測(cè)圖。圖6是主繞組鐵芯的軸測(cè)圖。圖7是輔助繞組鐵芯的軸測(cè)圖。圖8是輔助繞組部件的軸測(cè)圖。圖9是主繞組部件的軸測(cè)圖。圖10是主繞組一或者主繞組二或者輔助繞組一或者輔助繞組二的軸測(cè)圖。圖11是水泵部件的軸測(cè)圖。圖12是水泵部件的軸測(cè)剖視圖。圖13是外殼一、外殼二安裝在一起的位置示意圖。圖14是轉(zhuǎn)子部件的軸測(cè)圖。說明書附圖中大寫字母n和s代表轉(zhuǎn)子永磁體的磁極極性。

圖中標(biāo)注有主繞組二1、輔助繞組二2、主繞組鐵芯3、磁軛鐵芯4、輔助繞組鐵芯5、輔助繞組一6、進(jìn)水水流方向7、進(jìn)水管8、出水管9、出水水流方向10、葉輪11、外殼二12、外殼一13、轉(zhuǎn)子部件14、轉(zhuǎn)子永磁體15、定子氣隙內(nèi)腔16、隔磁磁橋17、主磁極一18、定位榫頭一19、輔助磁極一20、限位凸臺(tái)21、安裝槽22、主磁極二23、定位榫頭二24、輔助磁極二25、橫磁軛一26、豎磁軛二27、定位凹槽二28、豎磁軛一29、定位凹槽一30、水平磁軛二31、垂直磁軛一32、水平磁軛一33、主繞組一34、繞組線圈35、骨架中心孔36、繞組骨架37、軸套一38、軸套二39、密封套筒40、密封圈41、轉(zhuǎn)軸42、轉(zhuǎn)子骨架43、葉輪軸頸44。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步敘述。

參照?qǐng)D1至圖3、圖11至圖14，洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子應(yīng)用于洗衣機(jī)排水泵，洗衣機(jī)排水泵包括水泵部件和所述組合式定子，水泵部件包括外殼一13、外殼二12、軸套一38、軸套二39、密封圈41、轉(zhuǎn)子部件14，轉(zhuǎn)子部件14包括轉(zhuǎn)軸42、轉(zhuǎn)子骨架43、轉(zhuǎn)子永磁體15、葉輪11，軸套一38、軸套二39安裝在外殼一13的內(nèi)腔，密封圈41安裝在外殼一13的一端，外殼一13的另一端有密封套筒40，外殼二12的一端有進(jìn)水管8和出水管9，外殼二12的另一端與外殼一13有密封圈41的一端采用螺釘連接在一起，在外殼一13、外殼二12徑向內(nèi)側(cè)形成水泵內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子部件14安裝在水泵內(nèi)腔，轉(zhuǎn)子部件14的轉(zhuǎn)子永磁體15與所述組合式定子配合組成洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)。所述組合式定子安裝在外殼一13的密封套筒40徑向外側(cè)。所述組合式定子包括主繞組鐵芯3、磁軛鐵芯4、輔助繞組鐵芯5、主繞組一34、主繞組二1、輔助繞組一6、輔助繞組二2，主繞組一34的繞組線圈35與主繞組二1的繞組線圈35串聯(lián)形成主繞組，輔助繞組一6的繞組線圈35與輔助繞組二2的繞組線圈35串聯(lián)形成輔助繞組，輔助繞組線路中串聯(lián)有電容器，采用電容移相啟動(dòng)方式，主繞組線路兩端與輔助繞組線路兩端并聯(lián)在一起連接交流電源。

參照?qǐng)D3至圖10，磁軛鐵芯4呈“十”字形，磁軛鐵芯4中間是定子氣隙內(nèi)腔16，磁軛鐵芯4徑向外側(cè)均布四個(gè)定子磁極，四個(gè)定子磁極依次分別命名為主磁極一18、輔助磁極一20、主磁極二23、輔助磁極二25，相鄰兩個(gè)定子磁極之間是截面非常小的隔磁磁橋17，主磁極一18徑向外側(cè)端面有定位榫頭一19，主磁極二23徑向外側(cè)端面有定位榫頭二24，輔助磁極一20徑向外側(cè)端面的兩邊分別有一個(gè)限位凸臺(tái)21，在兩個(gè)限位凸臺(tái)21之間形成安裝槽22。

主繞組鐵芯3呈u形，主繞組鐵芯3中間是橫磁軛一26，橫磁軛一26兩側(cè)分別是豎磁軛一29、豎磁軛二27。豎磁軛一29遠(yuǎn)離橫磁軛一26一端的內(nèi)側(cè)有定位凹槽一30，定位凹槽一30的輪廓與磁軛鐵芯4的主磁極一18的定位榫頭一19的輪廓相嚙合。豎磁軛二27遠(yuǎn)離橫磁軛一26一端的內(nèi)側(cè)有定位凹槽二28，定位凹槽二28的輪廓與磁軛鐵芯4的主磁極二23的定位榫頭二24的輪廓相嚙合。

輔助繞組鐵芯5呈u形，輔助繞組鐵芯5中間是垂直磁軛一32，垂直磁軛一32兩側(cè)分別是水平磁軛一33、水平磁軛二31。

主繞組一34、主繞組二1、輔助繞組一6、輔助繞組二2的結(jié)構(gòu)相同，主繞組一34、主繞組二1、輔助繞組一6、輔助繞組二2分別包括繞組骨架37、繞組線圈35，繞組骨架37中間是骨架中心孔36，繞組線圈35安裝在繞組骨架37上。

主繞組鐵芯3、主繞組一34、主繞組二1組成主繞組部件。主繞組一34安裝在主繞組鐵芯3的豎磁軛一29上，主繞組二1安裝在主繞組鐵芯3的豎磁軛二27上。所述組合式定子在裝配時(shí)，主繞組鐵芯3的豎磁軛一29右側(cè)端面與磁軛鐵芯4的主磁極一18左側(cè)端面相互接觸安裝在一起，主繞組鐵芯3的豎磁軛二27左側(cè)端面與磁軛鐵芯4的主磁極二23右側(cè)端面相互接觸安裝在一起。并且，主繞組鐵芯3的定位凹槽一30與磁軛鐵芯4的定位榫頭一19相互接觸安裝在一起，主繞組鐵芯3的定位凹槽二28與磁軛鐵芯4的定位榫頭二24相互接觸安裝在一起。

輔助繞組鐵芯5、輔助繞組一6、輔助繞組二2組成輔助繞組部件。輔助繞組一6安裝在輔助繞組鐵芯5的水平磁軛一33上，輔助繞組二2安裝在輔助繞組鐵芯5的水平磁軛二31上。所述組合式定子在裝配時(shí)，輔助繞組鐵芯5的水平磁軛一33下端面與磁軛鐵芯4的輔助磁極一20上端面相互接觸安裝在一起，輔助繞組鐵芯5的水平磁軛二31上端面與磁軛鐵芯4的輔助磁極二25下端面相互接觸安裝在一起，并且，磁軛鐵芯4的兩個(gè)限位凸臺(tái)21使輔助繞組鐵芯5的水平磁軛一33下端面限定在安裝槽22內(nèi)。

參照?qǐng)D2，洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行的某一時(shí)刻，主繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁通路徑是，磁力線從主繞組的n極出發(fā)，磁力線依次經(jīng)過主繞組鐵芯3的橫磁軛一26、豎磁軛一29，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯4的主磁極一18，磁力線再經(jīng)過電動(dòng)機(jī)氣隙、轉(zhuǎn)子永磁體15、電動(dòng)機(jī)氣隙，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯4的主磁極二23，磁力線進(jìn)入主繞組鐵芯3的豎磁軛二27，磁力線回到主繞組的s極，形成閉合回路。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行的某一時(shí)刻，輔助繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁通路徑是，磁力線從輔助繞組的n極出發(fā)，磁力線依次經(jīng)過輔助繞組鐵芯5的垂直磁軛一32、水平磁軛一33，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯4的輔助磁極一20，磁力線再經(jīng)過電動(dòng)機(jī)氣隙、轉(zhuǎn)子永磁體15、電動(dòng)機(jī)氣隙，磁力線進(jìn)入磁軛鐵芯4的輔助磁極二25，磁力線進(jìn)入輔助繞組鐵芯5的水平磁軛二31，磁力線回到輔助繞組的s極，形成閉合回路。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)氣隙中輔助繞組磁場(chǎng)方向與主繞組磁場(chǎng)方向在空間上相差九十度電角度，利用電容的移相作用，使輔助繞組的電流相位與主繞組的電流相位相差約為九十度，則輔助繞組與主繞組共同作用產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子部件14的轉(zhuǎn)子永磁體15與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行。

洗衣機(jī)排水泵電動(dòng)機(jī)組合式定子的電動(dòng)機(jī)氣隙是均勻的，利用電容移相作用產(chǎn)生的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，采用閉口槽定子鐵芯消除了電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩，在顯著提高電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下降低電機(jī)輸入功率，能夠提高洗衣機(jī)排水泵效率。集中式定子繞組結(jié)構(gòu)使所述組合式定子的成本較低。