CN1361581A - 直接驱动洗衣机的无刷直流电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种直接驱动洗衣机的无刷直流电动机,适用于直接驱动的全自动的波轮式洗衣机和滚桶式洗衣机,本发明转子的磁极数为P=24,定子铁心的槽数Z=27;采用均匀齿槽结构,槽口宽度为3.5mm;使用两个方波霍尔位置传感器,转子外壳与机械传动轴之间增加了一个工程塑料套。本发明定位力矩小,噪声低,性能稳定,具有广泛的社会效益和经济效益。

Description

直接驱动洗衣机的无刷直流电动机

本发明涉及一种直接驱动洗衣机的无刷直流电动机，具体地说是一种专用于洗衣机的外转子三相无刷永磁直流电动机，适用于直接驱动的全自动的波轮式洗衣机和滚桶式洗衣机。

传统洗衣机一般采用单相电容运行感应电动机作为洗衣机的驱动电机。电容运行感应电动机的运行效率很低，一般只有50％左右，又由于使用感应电动机作驱动电机时，必需使用减速齿轮和皮带轮，因此，运行效率就更低。于是，有人改用无刷直流永磁电动机作为洗衣机的驱动电机。无刷直流永磁电动机的运行效率很高，在90％以上，通过电子电路调速控制后，可以去掉减速齿轮和皮带轮，实现直接驱动，大大减小了噪声。而且，系统效率有所提高。但是，由于现有技术所采用的定子大小糟结构，使该电机的加工工艺变得颇为复杂，生产成本增加了。又由于采用三个霍尔位置传感器，又增加了生产成本，更由于齿槽配合为磁极数P＝24；槽数Z＝36，这种齿轮槽配合的定位力矩次数为72次，其幅值会很大，必须采用大小槽来加以弥补。槽数多(Z＝36)对于减小定位力矩有利，而定位力矩是电机电磁噪声的最重要来源，槽数越多生产工艺越复杂，生产成本将会越高。极数多(P＝24)电机的铁耗增加。

本发明的目的针对现有技术存在的不足，提出一种结构简单，成本造价低，效率高的直接驱动无刷直流电动机。

本发明的目的是这样实现的：本发明主要由硅钢片的冲片叠压成的定子、转子、永磁体、传感器和塑料套组成，本发明发明创造的要点是，转子1的磁极数为P＝24，定子铁心2的槽数Z＝27，采用均匀齿槽结构，槽口3宽度为3.5毫米，传感器采用两个霍尔开关在空间按90°电角度分布。所述的霍尔传感器是开关型的霍尔开关，所以，对安装位置精度要求不高。只需将霍尔位置传感器的磁敏感方向与转子法线方向相一致，安装在内定子支架8上，并与转子磁钢内圆之间保持1-2mm的气隙，霍尔传感器10、11布置在同一圆周上，空间夹角为1/2极距，即90°电角度。本发明的霍尔传感器也可以通过安装在定子支架9上，并与转子磁钢外圆之间保持1-2mm的气隙，霍尔传感器10、11布置在同一圆周上，空间夹角为1/2极距，即90°电角度。每一层硅钢片的冲片14由三个形状完全相同的120°扇型冲片15组成，120°扇型冲片的轭部有两个通孔16，直径为3-5mm，两通孔间夹角为60°，对称分布在扇型冲片的轭部，三张扇型冲片在一个平面上构成一张圆环型定子冲片，所以，圆环定子冲片有三个拼缝，为了减小拼缝对定子铁心磁路的影响，在对每张圆环型定子冲片进行码片时，从最低层一张圆环型定子冲片开始，每增加一张圆环型定子冲片，都顺时针或反时针错片60°。由于对称性，经过上述错片迭起来的定子铁心上仍保持有6个通孔16，再用定子铁心上、下压环17、18和细铁棒穿过定子铁心上的6个通孔，将定子铁心铆成一个整体。本发明也可以将每个扇型冲片轭部的两个通孔改成位于轭部内圆的两个凹槽19，槽宽约3-6mm，槽深约1-2mm。将此冲片按上述方法进行60°错片，再用定子铁心上下压环17、18压紧后利用6个凹槽，将定子铁心焊接成一个完整的定子铁心。为了进一步简化定子铁心加工，解决材料利用率问题，本发明也可以将上述每个扇型冲片轭部的两个通孔16或位于轭部内圆的两个凹槽19，改成位于120°扇形冲片轭部内圆的两个冲压成形的盲孔21，盲孔的直径约2-3mm，盲孔的深度为1/2冲片厚度；两个盲孔间夹角为60°；三张扇形冲片在一个平面上构成一张圆环型定子冲片，所以，圆环型定子冲片有三个拼缝，为了减小拼缝对定子铁芯磁路的影响，在对每张圆环形定子冲片进行码片时，从最低层一张圆环型定子冲片开始，每加迭一张圆环型定子冲片就顺时针或逆时针错片60°角度，由于盲孔21分布的对称性，经过错片迭起来的定子铁心的每张扇形冲片是自定位的，再用定子铁心上、下压环17、18压紧后通过注塑将定子铁心塑压成一个完整的定子铁心。本发明转子壳与机械传动轴之间增加了一个工程塑料套20，由于工程塑料串联在转子钢体和机械传动轴之间，其弹性特性大大缓冲了谐波力矩的传递强度。改善了洗衣机整体的自由振荡属性，从而使洗衣机整体的噪声水平又有所提高。

本发明结构合理，性能稳定，定位力矩小，噪声低，生产成本下降，电机出力大，具有广泛的应用前景。

图1为本发明原理结构图。

图2为本发明定子原理结构图。

图3为本发明磁钢原理结构图。

图4为本发明磁钢原理结构图。

图5为本发明扇型冲片原理结构图。

图6为本发明圆型冲片原理结构图。

图7为本发明圆型冲片原理结构图。

图8为本发明圆型冲片轭部定位盲孔示意图。

图9为本发明圆型冲片轭部定位盲孔示意图。

图10为本发明定子安装示意图。

图11为本发明第二种实施例原理结构图。

实施例：

利用本发明技术实现一种专用于直接驱动洗衣机的外转子三相无刷直流永磁电动机。该直流永磁电动机的转子1的磁极数P为24，定子铁心2的槽数Z为27，槽口3的宽度为3.5mm，所使用的位置传感器是两个方波输出形式的霍尔开关；两个霍尔开关在空间相位差是90°电角度，电机采用了均匀齿槽结构，槽口宽度为3.5mm，非常适合各类洗衣机的不同直径的导线在该尺寸槽口中穿行和绕制线圈。

Claims (6)

1、一种直接驱动洗衣机的无刷直流电动机，包括硅钢片的冲片叠压成的定子、转子、永磁体、传感器，其特征在于：还包括塑料套[20]、塑料套[20]安装在转子外壳与机械传动轴之间，转子[1]磁极数P是24，定子铁芯[2]的槽数Z是27；槽口[3]宽度为3.5mm，所使用的位置传感器是两个方波输出型式的霍尔开关，两个霍尔开关在空间相位差是90°电角度，磁钢极距[13]的尺寸是28-35mm，将霍尔位置传感器的磁敏感方向与转子法线方向相一致，安装在内定子支架[8]上，并与转子磁钢内圆之间保持1-2mm的气隙，两个霍尔传感器[10]、[11]布置在同一圆周上，空间夹角为1/2极距，即90°电角度。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：将霍尔位置传感器的磁敏感方向与转子法线方向相一致，安装在定子支架[9]上，并与转子磁钢外圆之间保持1-2mm的气隙。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：当永磁体为粘接钕铁硼磁钢时，两半径差值是3-4mm；当永磁体为铁氧体磁钢时，两半径的差值是6-8mm，所述的瓦型磁钢的内圆两侧[6]、[7]由直线或者弧线进行削角，削角部分对应的两段直线或弧线的长度，分别为1/3内圆总弧长，削角部分对应的两段直线或弧线分别与内圆相交，弧长或削角的径向深度是内圆半径R₁与外圆半径R₂的差值的1/3。

4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：第一层硅钢片的冲片[14]是由三个形状完全相同的120°扇形冲片[15]组成的，120°扇形冲片的轭部有两个通孔[16]，直径为3-5mm，两通孔间夹角为60°，对称分布在扇形冲片的轭部，三张扇形冲片在一个平面上构成一张圆环型定子冲片，在对每张圆环定子冲片进行码片时，从最低层一张圆环型定子冲片开始，每加迭一张圆环型定子冲片就顺时针或逆时针错片60°角度，由于对称性，经过错片迭成的定子铁心上仍保持有6个通孔[16]，再用定子铁心上、下压环[17]、[18]和细铁棒穿过定子铁心上的6个通孔，将定子铁心铆制成一个整体。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：每一个硅钢片的冲片[14]是由三个形状完全相同的120°扇形冲片[15]组成的，120°扇形冲片的轭部内圆有两个凹槽[19]，槽宽约3-6mm，槽深约1-2mm，两凹槽间夹角为60°，三张扇形冲片在一个平面上构成一张圆环型定子冲片，在对每张圆环型定子冲片进行码片时，从最低层一张圆环型定子冲片开始，每加迭一张圆环型定子冲片就顺时针或逆时针错片60°电角度，由于对称性，经过错片迭起来的定子铁心仍保持6个凹槽[19]，再用定子铁心上下压环[17]、[18]压紧后利用6个凹槽，将定子铁心焊接成一个完整的定子铁心。

6.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：每一个硅钢片的冲片[14]是由三个形状完全相同的120°扇形冲片[15]组成的，120°扇形冲片的轭部内圆有两个冲压成形的盲孔[21]，盲孔的直径约2-3mm，盲孔的深度约为定子冲片厚度的1/2，两个盲孔间夹角为60°，三张扇形冲片在一个平面上构成一张圆环型定子冲片，从最低层一张圆环型定子冲片开始，每加迭一张圆环型定子冲片就顺时针或逆时针错片60°电角度，由于盲孔[21]分布的对称性，经过错片迭起来的定子铁心的每张扇形冲片是自定位的，再用定子铁心上下压环[17]、[18]压紧后通过注塑将定子铁心焊接成一个完整的定子铁心。

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