專利名稱：直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于洗衣機的電機。
背景技術：
目前，市場上的洗衣機主要是波輪式和滾筒式兩種結構，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，兩種結構的洗衣機其關鍵部件都在于驅動電機，它們均采用傳統的“單相感應電動機”，并通過齒輪、皮帶等減速機構來帶動洗衣筒進行變速驅動，有的產品驅動電機轉速是恒定的，靠復雜的變速機構來調速，以滿足低速洗滌和高速脫水的雙重功能，有的產品雖然也采用變頻技術來進行調速，但因驅動電機是單相感應電動機，洗衣機機箱內一邊放置洗衣筒，另一邊是較高轉速的單相感應電機，通過齒輪、皮帶等與洗衣筒中心軸聯結，不僅占地面積大、而且結構復雜、噪音大、功耗大、重量大、調速范圍窄、可靠性能差。
圖1為傳統的滾筒洗衣機傳動機構示意圖，其結構比較復雜，軸的一端安裝大皮帶輪，單相感應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，滾筒的轉速為50-70轉/分，在脫水時，電機在高速檔運行，滾筒轉速多為350-750轉/分，電機只能兩檔轉速，不能無級調速，更不能直接驅動洗衣筒。

發明內容
本發明的目的是提供一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，該電機結構簡單、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，可以使洗衣機實現小型輕量化、無級調速、靜音運行，集洗滌、脫水、烘干于一體。
本發明的技術方案是一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，包括內定子和外轉子，所述內定子包括定子軛，定子軛上設有定子槽，定子槽內設有定子繞組，所述外轉子呈凹形，端面上設有軸孔，外轉子的圓周內壁固定有永磁磁極，內定子與外轉子之間設有徑向氣隙。
本發明詳細的技術方案之一是一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，包括內定子和外轉子，所述內定子包括定子軛，定子軛上設有定子槽，定子槽內設有定子繞組，所述外轉子呈凹形，端面上設有軸孔，外轉子的圓周內壁固定有永磁磁極，內定子與外轉子之間設有徑向氣隙；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。
本發明詳細的技術方案之二是一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，包括內定子和外轉子，所述內定子包括定子軛，定子軛上設有定子槽，定子槽內設有定子繞組，所述外轉子呈凹形，端面上設有軸孔，外轉子的圓周內壁固定有永磁磁極，內定子與外轉子之間設有徑向氣隙；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。
本發明詳細的技術方案之三是一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，包括內定子和外轉子，所述內定子包括定子軛，定子軛上設有定子槽，定子槽內設有定子繞組，所述外轉子呈凹形，端面上設有軸孔，外轉子的圓周內壁固定有永磁磁極，內定子與外轉子之間設有徑向氣隙；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子的內壁、內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，提高運行穩定性。
上述三個技術方案中，所述內定子可以是整體式結構，也可以是拼裝式結構，拼裝時由數個扇形沖片和一個圓形沖片疊裝組成內定子，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，提高生產率。
本發明的優點是1.輕量化 本發明的電機呈扁平形狀，洗衣機的洗衣筒可直接安裝在外轉子上，無需齒輪、皮帶等復雜的聯動機構，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 本發明的電機與洗衣筒之間省去了減速機構，洗衣筒可直接安裝在電機的外轉子上，所以洗衣機的結構可以更簡單，可靠性能也得到了明顯提高。
3.調速范圍廣 普通單相感應電機的轉速與電機定子極對數有關，轉速提高受到限制，而本發明的電機為無刷電機，理論上可設計成任意轉速，與極對數無關，只要通過與之配置的控制器即可方便地實現無級調速，使洗衣機低速洗滌、高速脫水、烘干一氣呼成。
4.高效節能 本發明的電機的外轉子為永磁勵磁，不像傳統的單相感應電機一樣要勵磁繞組和通電流來勵磁，大大降低了功耗、發熱，并提高了工作效率，普通單相感應電機效率為45％--50％，本發明的電機效率為85％--92％，加之可進行無級調速，因此可省電30％左右。
5.高品質運行 本發明獨特的電機磁路技術—徑向聚磁、正弦磁場、外轉子磁路使電機具有大功率、高轉矩、低噪音、高精度、長壽命、機械特性硬、過載能力強、平滑起動和無級調速等特點，用于洗衣機驅動，可根據負載情況(衣物容量)，適時調節電機轉速和輸出功率，電機同時配套有脈沖寬度調制(PWM)的直流變頻驅動控制器，實現洗衣機的高品質大容量(6-8Kg)，可洗大件衣物；小型化取消機械變速器，實現了新一代超薄滾筒式和波輪式洗衣機的開發生產，大幅度減少占地面積；多功能集洗衣、脫水、烘干功能于一體，三種程序無級調速，一次完成，同時電機加減速過程可采用計算機數字控制，達到軟起動、軟制動功率，真正達到“靜音”運行。


下面結合實施例對本發明作進一步的描述圖1為為傳統滾筒洗衣機的傳動機構示意圖；圖2為本發明的橫截面結構示意圖；圖3為本發明的縱截面結構示意圖；圖4為內定子結構示意圖；圖5為外轉子結構示意圖；圖6為采用平行取向瓦形磁鋼的永磁磁極的結構示意圖；圖7為采用不同取向瓦形磁鋼的永磁磁極的結構示意圖；圖8為采用凸形磁鋼的永磁磁極的結構示意圖；圖9為拼裝式內定子的結構示意圖；圖10為拼裝式內定子扇形沖片的結構示意圖；圖11為拼裝式內定子定子軛的結構示意圖；其中1內定子；2外轉子；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，一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，包括內定子[1]和外轉子[2]，所述內定子[1]包括定子軛[3]，定子軛[3]上設有和定子槽[4]，定子槽[4]內設有定子繞組[5]，所述外轉子[2]呈凹形，端面上設有軸孔[6]，外轉子[2]的圓周內壁固定有永磁磁極[7]，內定子[1]與外轉子[2]之間設有徑向氣隙[8]。
將來電機與洗衣筒的連接是這樣的電機外轉子[2]固定在一個Y形外鋁支架上，洗衣筒與另一個Y形內鋁支架剛性連接，外轉子軸孔[6]內鑲有花鍵槽，兩支架與花鍵槽同軸相連，外轉子[2]帶動軸轉動，從而使內支架與洗衣筒一起轉動，起到直接驅動的功效，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，并產生聚磁作用，提高氣隙磁通密度，由于電機的輸出轉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，使本發明直接驅動式的洗衣機電機實現大功率、高轉矩、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]的外表面貼在外轉子[2]的內壁、內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，有利于直接驅動洗衣機和實現無級調速，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，所述內定子[1]可以是整體式結構。
如圖9、圖10、圖11所示，所述內定子[1]也可以是拼裝式結構，由數個扇形沖片[101]和一個圓形沖片[102]疊裝組成內定子[1]，內定子[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，提高生產率。
權利要求
1.一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，包括內定子[1]和外轉子[2]，其特征在于所述內定子[1]包括定子軛[3]，定子軛[3]上設有和定子槽[4]，定子槽[4]內設有定子繞組[5]，所述外轉子[2]呈凹形，端面上設有軸孔[6]，外轉子[2]的圓周內壁固定有永磁磁極[7]，內定子[1]與外轉子[2]之間設有徑向氣隙[8]。
2.根據權利要求1所述的直驅式外轉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.根據權利要求1所述的直驅式外轉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.根據權利要求1所述的直驅式外轉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]的外表面貼在外轉子[2]的內壁、內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，提高運行穩定性。
5.根據權利要求1所述的直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機，其特征在于所述內定子[1]為拼裝式結構，由數個扇形沖片[101]和一個圓形沖片[102]疊裝組成內定子[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，提高生產率。
全文摘要
本發明公開一種直驅式外轉子永磁無刷洗衣機電機,包括內定子和外轉子,所述內定子包括定子軛,定子軛上設有定子槽,定子槽內設有定子繞組,所述外轉子呈凹形,端面上設有軸孔,外轉子的圓周內壁固定有永磁磁極,內定子與外轉子之間設有徑向氣隙;該電機結構簡單、性能可靠、成本低、效率高、出力大、氣隙磁通密度高,可以使洗衣機實現小型輕量化、無級調速、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 優先權日2002年5月16日
發明者林德芳, 胡崗 申請人:蘇州工業園區和鑫電器有限公司