一种高负载三元流动叶轮及其马达制造技术

本发明专利技术公开一种高负载三元流动叶轮及其马达，高负载三元流动叶轮包括：叶轮本体以及设置于叶轮本体上的多个形状一致的叶片，叶轮本体的中心具有轴孔，多个叶片以叶轮本体的轴线为中心呈螺旋排列，叶轮本体呈圆台状。本发明专利技术叶轮本体呈圆台状，保证气体流动空间前提下，最大极限的增大叶轮直径从而增大叶轮负载降低转速。

【技术实现步骤摘要】
一种高负载三元流动叶轮及其马达
本专利技术属于马达
，具体涉及一种高负载三元流动叶轮及其马达。
技术介绍
随着吸尘器无刷马达市场的日益成熟，小体积、大功率(如450W以上)无刷电机马达对于市场的需求越来越大；相应的伴随着小体积(小体积由于空间限制势必伴随着相对直径小、负载小的叶轮)、大功率带来的必然是超高转速(超12万转速)，超高转速所带来的问题反馈在：风机叶轮的强度、轴承的寿命、马达结构的强度、电机发热、工艺精度要求、噪声以及马达成本费用的问题。因此在马达体积不变、功率不变的情况下如何降低转速是解决当下问题的主要途径之一。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种高负载三元流动叶轮及其马达。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一方面，本专利技术公开一种高负载三元流动叶轮，包括：叶轮本体以及设置于叶轮本体上的多个形状一致的叶片，叶轮本体的中心具有轴孔，多个叶片叶轮本体的轴线为中心呈螺旋排列，叶轮本体呈圆台状，且叶轮本体靠近其进风口侧的直径小于叶轮本体靠近其出风口侧的直径。本专利技术公开一种高负载三元流动叶轮，叶轮本体呈圆台状，保证气体流动空间前提下，最大极限的增大叶轮直径从而增大叶轮负载降低转速。在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：作为优选的方案，叶轮本体的进口面积S1与出口面积S2之比在1～1.3之间；S1＝(D22*π/4)-(D12*π/4)；S2＝(D42*π/4)-(D32*π/4)；>其中，D1为叶片前缘与动叶轮轮毂面线切的圆；D2为叶片前缘最外侧线切的圆；D3为叶片尾缘与动叶轮轮毂面线切的圆；D4为叶片尾缘最外侧线切的圆。采用上述优选的方案，叶轮进出口面积在这个比例范围内，其气体流经叶轮流道时减小了气体在流道内因流速的变化，而产生叶片气体脱流的现象，从而减小了涡流损失，提高了气动效率。作为优选的方案，叶片的数量为7～9之间；每片叶片的型线K1和型线K2均为采用三阶贝塞尔曲线拟合出来的空间曲线；其中，型线K1为叶片靠近动叶轮轮毂面侧与其相切的型线；型线K2为叶片远离动叶轮轮毂面侧最外缘的型线。采用上述优选的方案，具有更好的气动效率。作为优选的方案，最内侧靠近动叶轮轮毂面叶片前缘与圆周切向的角度β1在45～47度之间；最外侧叶片前缘与圆周切向的角度β1’在23～25度之间；最内侧靠近动叶轮轮毂面叶片尾缘与圆周切向的角度β2在48～52度之间；最外侧叶片尾缘与圆周切向的角度β2’在30～35度之间；叶片前缘最外侧一点过叶轮中心的直线与叶片尾缘最外侧一点过叶轮中心的直线的夹角为叶片包角θ，所述叶片包角θ在88～92度之间。采用上述优选的方案，具有更好的气动效率。作为优选的方案，叶片尾缘外侧端型线与水平面之间的夹角为叶片尾缘斜切角α，叶片尾缘斜切角α在3～5度之间。采用上述优选的方案，具有更好的气动效率，且叶片尾缘斜切角度α有效抑制了气体流出叶轮时尾缘脱流现象。另一方面，本专利技术还公开马达，包括：机壳、风罩、支架、后盖板、定叶轮、铁芯、转子、PCB电控板以及上述任一种高负载三元流动叶轮。作为优选的方案，在机壳内圈靠近铁芯的位置开设有散热孔。采用上述优选的方案，可以更好的实现散热。作为优选的方案，机壳的开口面积S3与其内圈面积S4之比在0.08～0.1之间。采用上述优选的方案，散热效果更佳。作为优选的方案，机壳的内壁上设有多个间隔分布的内圈支撑筋和外圈支撑筋，内圈支撑筋的长度L1为外圈支撑筋的长度L2的一半。采用上述优选的方案，可以良好的平衡气动噪声以及气动效率两方面。作为优选的方案，轴孔为阶梯状结构，远离定叶轮的一段为间隙段L3，靠近定叶轮的一段为过盈段L4，L3与L4的比值在0.5～0.6之间。采用上述优选的方案，动叶轮与转子转轴之间采用过渡配合方式，杜绝动叶轮在高速旋转下脱离轴的风险，可靠性稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的高负载三元流动叶轮的侧视图。图2为本专利技术实施例提供的高负载三元流动叶轮的俯视图(标注有D1、D2、D3、D4)。图3为本专利技术实施例提供的高负载三元流动叶轮的俯视图(标注有K1、K2)。图4为本专利技术实施例提供的三阶贝塞尔曲线图。图5为本专利技术实施例提供的高负载三元流动叶轮的侧视图(标注有β1、β1’)。图6为本专利技术实施例提供的高负载三元流动叶轮的俯视图(标注有β2、β2’)。图7为本专利技术实施例提供的高负载三元流动叶轮的俯视图(标注有θ、α)。图8为本专利技术实施例提供的马达的结构示意图。图9为本专利技术实施例提供的马达的局部结构示意图。图10为本专利技术实施例提供的机壳的局部结构示意图。图11为本专利技术实施例提供的马达上半部分的局部剖视图。图12为本专利技术实施例提供的CFD仿真流场流线示意图。图13为本专利技术实施例提供的CFD仿真流场矢量流速示意图。图14为本专利技术实施例提供的CFD仿真叶轮剖面的矢量子午流速图。图15为本专利技术实施例提供的基于IEC60312测试空气性能测试数据。图16为本专利技术实施例提供的基于IEC60312测试空气性能曲线图。其中：1-高负载三元流动叶轮，11-叶轮本体，12-叶片，13-轴孔，2-机壳，21-内圈支撑筋，22-外圈支撑筋，3-风罩，4-支架，5-后盖板，6-定叶轮，7-铁芯，8-转子，9-PCB电控板，10-散热孔。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施方式。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。为了达到本专利技术的目的，一种高负载三元流动叶轮及其马达的其中一些实施例中，如图1所示，一种高负载三元流动叶轮包括：叶轮本体11以及设置于叶轮本体11上的多个形状一致的叶片12，叶轮本体11的中心具有轴孔13，多个叶片12以叶轮本体的轴线11为中心呈螺旋排列，叶轮本体11呈圆台状，且叶轮本体11靠近其进风口侧的直径小于叶轮本体11靠近其出风口侧的直径。根据叶轮理论圆周速度U＝πDn/60，式中：D为叶轮直径；n为转速，可看出转速n的大小与叶轮直径有关，直径越大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高负载三元流动叶轮，包括：叶轮本体以及设置于所述叶轮本体上的多个形状一致的叶片，所述叶轮本体的中心具有轴孔，多个所述叶片以所述叶轮本体的轴线为中心呈螺旋排列，其特征在于，所述叶轮本体呈圆台状，且所述叶轮本体靠近其进风口侧的直径小于所述叶轮本体靠近其出风口侧的直径。/n

【技术特征摘要】
1.一种高负载三元流动叶轮，包括：叶轮本体以及设置于所述叶轮本体上的多个形状一致的叶片，所述叶轮本体的中心具有轴孔，多个所述叶片以所述叶轮本体的轴线为中心呈螺旋排列，其特征在于，所述叶轮本体呈圆台状，且所述叶轮本体靠近其进风口侧的直径小于所述叶轮本体靠近其出风口侧的直径。


2.根据权利要求1所述的高负载三元流动叶轮，其特征在于，所述叶轮本体的进口面积S1与出口面积S2之比在1～1.3之间；
S1＝(D22*π/4)-(D12*π/4)；
S2＝(D42*π/4)-(D32*π/4)；
其中，D1为所述叶片前缘与动叶轮轮毂面线切的圆；D2为所述叶片前缘最外侧线切的圆；D3为所述叶片尾缘与动叶轮轮毂面线切的圆；D4为所述叶片尾缘最外侧线切的圆。


3.根据权利要求1所述的高负载三元流动叶轮，其特征在于，所述叶片的数量为7～9之间；
每片所述叶片的型线K1和型线K2均为采用三阶贝塞尔曲线拟合出来的空间曲线；
其中，所述型线K1为所述叶片靠近动叶轮轮毂面侧与其相切的型线；
所述型线K2为所述叶片远离动叶轮轮毂面侧最外缘的型线。


4.根据权利要求1所述的高负载三元流动叶轮，其特征在于，
最内侧靠近动叶轮轮毂面叶片前缘与圆周切向的角度β1在45～47度之间；
最外侧叶片前缘与圆周切向的角度β1’在23～25度之间；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄义波，
申请(专利权)人：长沙湍流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43