直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机制造技术

本发明专利技术公开一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子轭，定子轭上设有定子槽，定子槽内设有定子绕组，所述外转子呈凹形，端面上设有轴孔，外转子的圆周内壁固定有永磁磁极，内定子与外转子之间设有径向气隙；该电机结构简单、性能可靠、成本低、效率高、出力大、气隙磁通密度高，可以使洗衣机实现小型轻量化、无级调速、静音运行，集洗涤、脱水、烘干于一体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于洗衣机的电机。
技术介绍
目前，市场上的洗衣机主要是波轮式和滚筒式两种结构，滚筒式洗衣机具有衣物不缠绕、磨损率低、洗净度高、洗涤范围广等特点，但是机身重、体积大、价格贵，两种结构的洗衣机其关键部件都在于驱动电机，它们均采用传统的“单相感应电动机”，并通过齿轮、皮带等减速机构来带动洗衣筒进行变速驱动，有的产品驱动电机转速是恒定的，靠复杂的变速机构来调速，以满足低速洗涤和高速脱水的双重功能，有的产品虽然也采用变频技术来进行调速，但因驱动电机是单相感应电动机，洗衣机机箱内一边放置洗衣筒，另一边是较高转速的单相感应电机，通过齿轮、皮带等与洗衣筒中心轴联结，不仅占地面积大、而且结构复杂、噪音大、功耗大、重量大、调速范围窄、可靠性能差。图1为传统的滚筒洗衣机传动机构示意图，其结构比较复杂，轴的一端安装大皮带轮，单相感应电动机同轴有小皮带轮，再带动传动三角带进行减速传动，该驱动电机常为双速电动机，在洗涤、漂洗时电机处于低速档运行，滚筒的转速为50-70转/分，在脱水时，电机在高速档运行，滚筒转速多为350-750转/分，电机只能两档转速，不能无级调速，更不能直接驱动洗衣筒。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，该电机结构简单、性能可靠、制造成本低、工作效率高、气隙磁通密度高、大幅度提高出力，可以使洗衣机实现小型轻量化、无级调速、静音运行，集洗涤、脱水、烘干于一体。本专利技术的技术方案是一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子轭，定子轭上设有定子槽，定子槽内设有定子绕组，所述外转子呈凹形，端面上设有轴孔，外转子的圆周内壁固定有永磁磁极，内定子与外转子之间设有径向气隙。本专利技术详细的技术方案之一是一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子轭，定子轭上设有定子槽，定子槽内设有定子绕组，所述外转子呈凹形，端面上设有轴孔，外转子的圆周内壁固定有永磁磁极，内定子与外转子之间设有径向气隙；所述永磁磁极由多块平行取向的瓦形磁钢组成，形成径向磁极，起到聚磁作用。本专利技术详细的技术方案之二是一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子轭，定子轭上设有定子槽，定子槽内设有定子绕组，所述外转子呈凹形，端面上设有轴孔，外转子的圆周内壁固定有永磁磁极，内定子与外转子之间设有径向气隙；所述永磁磁极由多块不同取向的瓦形磁钢组成，不仅起到聚磁作用，而且改善磁场波形。本专利技术详细的技术方案之三是一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子轭，定子轭上设有定子槽，定子槽内设有定子绕组，所述外转子呈凹形，端面上设有轴孔，外转子的圆周内壁固定有永磁磁极，内定子与外转子之间设有径向气隙；所述永磁磁极由多块凸形磁钢组成，凸形磁钢的外表面贴在外转子的内壁、内表面呈向圆心凸起的弧形，使气隙不均匀，形成正弦波气隙磁场，降低电机力矩波动，提高运行稳定性。上述三个技术方案中，所述内定子可以是整体式结构，也可以是拼装式结构，拼装时由数个扇形冲片和一个圆形冲片叠装组成内定子，扇形冲片与圆形冲片通过接合部圆柱销来固定，这样可以降低材料消耗，提高生产率。本专利技术的优点是1.轻量化 本专利技术的电机呈扁平形状，洗衣机的洗衣筒可直接安装在外转子上，无需齿轮、皮带等复杂的联动机构，这样，便可以大幅度地缩小洗衣机的体积、减轻洗衣机的重量。2.可靠性高 本专利技术的电机与洗衣筒之间省去了减速机构，洗衣筒可直接安装在电机的外转子上，所以洗衣机的结构可以更简单，可靠性能也得到了明显提高。3.调速范围广 普通单相感应电机的转速与电机定子极对数有关，转速提高受到限制，而本专利技术的电机为无刷电机，理论上可设计成任意转速，与极对数无关，只要通过与之配置的控制器即可方便地实现无级调速，使洗衣机低速洗涤、高速脱水、烘干一气呼成。4.高效节能 本专利技术的电机的外转子为永磁励磁，不像传统的单相感应电机一样要励磁绕组和通电流来励磁，大大降低了功耗、发热，并提高了工作效率，普通单相感应电机效率为45％--50％，本专利技术的电机效率为85％--92％，加之可进行无级调速，因此可省电30％左右。5.高品质运行 本专利技术独特的电机磁路技术—径向聚磁、正弦磁场、外转子磁路使电机具有大功率、高转矩、低噪音、高精度、长寿命、机械特性硬、过载能力强、平滑起动和无级调速等特点，用于洗衣机驱动，可根据负载情况(衣物容量)，适时调节电机转速和输出功率，电机同时配套有脉冲宽度调制(PWM)的直流变频驱动控制器，实现洗衣机的高品质大容量(6-8Kg)，可洗大件衣物；小型化取消机械变速器，实现了新一代超薄滚筒式和波轮式洗衣机的开发生产，大幅度减少占地面积；多功能集洗衣、脱水、烘干功能于一体，三种程序无级调速，一次完成，同时电机加减速过程可采用计算机数字控制，达到软起动、软制动功率，真正达到“静音”运行。附图说明下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述图1为为传统滚筒洗衣机的传动机构示意图；图2为本专利技术的横截面结构示意图；图3为本专利技术的纵截面结构示意图；图4为内定子结构示意图；图5为外转子结构示意图；图6为采用平行取向瓦形磁钢的永磁磁极的结构示意图；图7为采用不同取向瓦形磁钢的永磁磁极的结构示意图；图8为采用凸形磁钢的永磁磁极的结构示意图；图9为拼装式内定子的结构示意图；图10为拼装式内定子扇形冲片的结构示意图；图11为拼装式内定子定子轭的结构示意图；其中1内定子；2外转子；3定子轭；4定子槽；5定子绕组；6轴孔；7永磁磁极；8气隙；701平行取向瓦形磁钢；702不同取向瓦形磁钢；703凸形磁钢；101扇形冲片；102圆形冲片；103圆柱销。具体实施例方式实施例如图2、图3、图4、图5所示，一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子轭，定子轭上设有和定子槽，定子槽内设有定子绕组，所述外转子呈凹形，端面上设有轴孔，外转子的圆周内壁固定有永磁磁极，内定子与外转子之间设有径向气隙。将来电机与洗衣筒的连接是这样的电机外转子固定在一个Y形外铝支架上，洗衣筒与另一个Y形内铝支架刚性连接，外转子轴孔内镶有花键槽，两支架与花键槽同轴相连，外转子带动轴转动，从而使内支架与洗衣筒一起转动，起到直接驱动的功效，如图6所示，所述永磁磁极可以由多块平行取向的瓦形磁钢组成，每三块平行取向的磁钢拼成一个磁极，起到径向定向的效果，这样将显著减少磁极间的漏磁通，并产生聚磁作用，提高气隙磁通密度，由于电机的输出转矩与气隙磁通密度成正比，从而大幅度提高了电机的出力，实现电机小型轻量化。如图7所示，所述永磁磁极可以由多块不同取向的瓦形磁钢组成，每三块异向取向的磁钢组成一个磁极，磁极的异向定向有三项作用1.显著减少磁极间的漏磁通，增加了主磁通；2.使磁钢表面的磁通汇集于气隙，良好地起到聚磁作用，提高气隙磁通密度(甚至超过磁钢材料的剩磁密度)，增加电机出力和实现小型轻量化；3.改善气隙磁场波形，使磁场波形接近正弦波，使本专利技术直接驱动式的洗衣机电机实现大功率、高转矩、低噪音、机械特性硬、过载能力强和静音运行。如图8所示，所述永磁磁极可以由多块凸形磁钢组成，凸形磁钢的外表面贴在外转子的内壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直驱式外转子永磁无刷洗衣机电机，包括内定子［１］和外转子［２］，其特征在于：所述内定子［１］包括定子轭［３］，定子轭［３］上设有和定子槽［４］，定子槽［４］内设有定子绕组［５］，所述外转子［２］呈凹形，端面上设有轴孔［６］，外转子［２］的圆周内壁固定有永磁磁极［７］，内定子［１］与外转子［２］之间设有径向气隙［８］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林德芳，胡岗，
申请(专利权)人：苏州工业园区和鑫电器有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]