專利名稱：轉(zhuǎn)換磁阻機器和應(yīng)用轉(zhuǎn)換磁阻機器的食品廢料處理機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及磁阻機器，并且更具體地說，涉及一種箔片線圈轉(zhuǎn)換磁阻機器和一種應(yīng)用轉(zhuǎn)換磁阻機器的食品廢料處理機。
背景技術(shù)：
磁阻機器在本領(lǐng)域中是公知的。一般來說，磁阻機器是電機，其中通過可動部件移動到某一位置的趨勢來產(chǎn)生扭矩，在該位置，被激勵的繞組的電感達到最大(即，磁阻減到最小)。
在一種類型的磁阻機器中，以受控的頻率激勵相繞組。這種類型的磁阻機器通常指的是同步磁阻機器。在另一種類型的磁阻機器中，設(shè)置有電路以確定機器轉(zhuǎn)子的位置，并且相繞組響應(yīng)于轉(zhuǎn)子位置而被激勵。這種類型的磁阻機器通常指的是轉(zhuǎn)換磁阻機器。雖然本發(fā)明的描述在轉(zhuǎn)換磁阻機器的范圍內(nèi)，但是本發(fā)明適用于所有形式的磁阻機器，包括同步和轉(zhuǎn)換磁阻馬達，并且本發(fā)明適用于其他的機器，該機器具有的相繞組結(jié)構(gòu)類似于轉(zhuǎn)換磁阻機器的相繞組結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)換磁阻機器的設(shè)計和操作的一般理論是公知的，并且例如在Stephenson和Blake的The Characteristics，Design and Applications ofSwitched Reluctance Motors and Drives中進行了討論，以及在1993年6月21-24日，在Nuremberg的PCIM’93 Conference andExhibition上進行了展示。
一般來說，已知的磁阻機器已經(jīng)設(shè)計有定子磁軛，該定子磁軛具有向內(nèi)突出的磁極。該轉(zhuǎn)子也限定了突出的磁極并且一般不含有電路或者永久磁鐵。轉(zhuǎn)子和定子是共軸的。纏繞在磁極周圍的線圈與每個定子磁極相關(guān)聯(lián)。彼此相對定位的定子磁極一般聯(lián)接形成一個或多個相。通過把電流輸送到線圈上來激勵一個相。一般設(shè)置有轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)該相被激勵時，該轉(zhuǎn)換裝置使得線圈交替地連接到將電流輸送給線圈的電路上，當(dāng)該相被解除激勵時，該轉(zhuǎn)換裝置將線圈與電流源分離，并且該轉(zhuǎn)換裝置可以恢復(fù)繞組中保持的能量。
當(dāng)一對轉(zhuǎn)子磁極處于與被激勵的定子磁極不對齊的位置時，通過激勵一對定子磁極而在磁阻機器中產(chǎn)生磁阻扭矩。定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間的不對齊的程度被稱為相位角。激勵一對定子磁極，在該定子磁極對中產(chǎn)生了磁北和磁南。因為這對轉(zhuǎn)子磁極與被激勵的定子磁極的不對齊達到了某個相位角，所以定子和轉(zhuǎn)子的電感就小于最大值。這對轉(zhuǎn)子磁極將會利用被激勵的繞組移動到電感最大的位置。當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子磁極對齊的時候產(chǎn)生了電感最大的位置。
在轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)動到電感最大的位置的過程中的某個相位角處，但是一般在到達電感最大的位置之前，電流從使定子磁極解除激勵的相中消除。隨后，或者同時地，第二相被激勵，在第二對定子磁極中產(chǎn)生了新的磁北極和磁南極。如果當(dāng)?shù)诙Χㄗ哟艠O和轉(zhuǎn)子磁極之間的電感增加時激勵第二相，那么保持了正扭矩并且轉(zhuǎn)動繼續(xù)。通過以這種方式對定子磁極激勵和解除激勵，實現(xiàn)了連續(xù)轉(zhuǎn)動。磁阻機器的總扭矩是上述各個扭矩的總和。
一般來說，大多數(shù)已知的磁阻機器已經(jīng)設(shè)計有定子磁軛，該定子磁軛具有向內(nèi)突出的磁極和中空的芯部區(qū)域。具有向外突出的磁極的轉(zhuǎn)子同心地套入中空的芯部區(qū)域或者定子孔中，在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間限定了徑向空氣間隔。轉(zhuǎn)子連接到轉(zhuǎn)子軸上，該轉(zhuǎn)子軸可自由轉(zhuǎn)動并且當(dāng)機器運行時用作輸出軸，以及當(dāng)機器發(fā)電時用作輸入軸。定子和轉(zhuǎn)子一般由磁性材料壓制的疊層構(gòu)成，以便尤其降低渦流損失。這種常規(guī)的轉(zhuǎn)換磁阻機器的軸向長度不適用于很多種應(yīng)用情況。另外，一般的磁阻機器的層壓結(jié)構(gòu)使得組裝過程變得復(fù)雜。
本發(fā)明克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及磁阻電機例如馬達和發(fā)電機，并且更具體地說，涉及一種可變磁阻機器，通過使用箔片線圈、實心或半實心的突出磁極定子上的集中的定子磁極繞組、最小的軸向空氣間隙和實心的突出磁極盤形轉(zhuǎn)子，該可變磁阻機器被設(shè)計成有效地進行操作和改善了體積效率。這種單元比更常規(guī)的層壓結(jié)構(gòu)更易于生產(chǎn)。渦流損失可能高于現(xiàn)有技術(shù)中可以發(fā)現(xiàn)的常規(guī)的層壓結(jié)構(gòu)，但是其應(yīng)用例如食品廢料處理機、排水泵、吊扇、熔爐鼓風(fēng)機馬達等等使得水冷卻或空氣冷卻可以成為整體產(chǎn)品所需的。
根據(jù)本發(fā)明的各方面，轉(zhuǎn)換磁阻機器包括具有環(huán)形支承部件的定子，多個定子磁極設(shè)置在該環(huán)形支承部件上。定子磁極各自包括相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組。實心的盤形轉(zhuǎn)子限定了多個突出的轉(zhuǎn)子磁極。該轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地定位在支承部件的相對側(cè)以便在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間形成軸向空氣間隙。控制電路控制著相繞組的激勵情況以便產(chǎn)生扭矩。
根據(jù)本發(fā)明的其他的方面，食品廢料處理機結(jié)合有轉(zhuǎn)換磁阻機器并且包括用于接收食品廢料的入口；連接到可轉(zhuǎn)動的軸上的磨碎板；以及轉(zhuǎn)換磁阻馬達，該馬達可操作地驅(qū)動該軸，并且因而可操作地驅(qū)動磨碎板以便將通過入口接收的食品廢料磨碎成顆粒物質(zhì)。在典型的實施例中，轉(zhuǎn)換磁阻馬達包括定子，該定子具有設(shè)置在其中的多個定子磁極，其中每個定子磁極包括相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組。實心的盤形轉(zhuǎn)子限定了多個突出的轉(zhuǎn)子磁極，并且該轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地定位在定子的附近以便在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間形成軸向空氣間隙。磨碎板可以與轉(zhuǎn)子形成為一體。
在本發(fā)明的某些實施例中，食品廢料處理機包括用于接收食品廢料的入口；靜止的研磨環(huán)；以及位于靜止的研磨環(huán)附近的磨碎板。該磨碎板具有第一和第二側(cè)，該第一側(cè)具有附接到其上的至少一個突出部。該第二側(cè)具有形成在其中的多個轉(zhuǎn)子磁極。定子包括設(shè)置在其中的多個定子磁極，每個定子磁極由相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組形成。由定子可轉(zhuǎn)動地接納著軸，并且磨碎板固定到該軸上以便與該軸一起轉(zhuǎn)動，使得磨碎板和定子在其間形成軸向空氣間隙。該定子可以相對于該軸和磨碎板密封，以便使得顆粒物質(zhì)和水能夠從磨碎板流過定子。


通過閱讀以下的詳細(xì)說明并且參考附圖，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將變得明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的轉(zhuǎn)換磁阻機器的主要部件的分解透視圖；圖2表示了適用于圖1中所示的機器中的箔片線圈繞組的典型結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的轉(zhuǎn)換磁阻機器的截面圖；圖4是方框圖，示意地表示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制電路；圖5是方框圖，在概念上表示了應(yīng)用轉(zhuǎn)換磁阻機器的食品廢料處理機；以及圖6是分解透視圖，表示了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實施例的轉(zhuǎn)換磁阻機器的食品廢料處理機。
雖然本發(fā)明易于作出各種變型和替換形式，但是本發(fā)明的具體實施例已經(jīng)通過附圖中的實例表示并且在本文中詳細(xì)地描述了。然而，應(yīng)該理解，本文中對具體實施例的描述并不打算將本發(fā)明限制于所公開的具體形式，而是相反，意圖是覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變型、等效方案和替換方案。
具體實施例方式
以下將描述本發(fā)明的示例性實施例。為了簡明起見，在本說明書中沒有描述實際實施方案的所有特征。當(dāng)然應(yīng)該理解，在任何這種實際實施例的開發(fā)中，必須做出許多實施方案的具體決定以實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，例如與關(guān)于系統(tǒng)的和關(guān)于商業(yè)的限制條件相符合，這些限制條件在一個實施方案與另一個實施方案之間變化。而且，可以理解，這種開發(fā)工作將是復(fù)雜的和耗費時間的，不過這仍是享有本公開內(nèi)容的利益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所從事的日常工作。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的磁阻機器的示例性實施例，以分解圖表示。為了簡明起見，在本說明書的全文中使用術(shù)語“馬達”。然而，享有本公開內(nèi)容的利益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明適用于任何類型的轉(zhuǎn)動的磁阻電機，包括馬達和發(fā)電機。
機器1包括轉(zhuǎn)子10和定子20。該轉(zhuǎn)子包括多個轉(zhuǎn)子磁極或齒12，該轉(zhuǎn)子磁極或齒可以是不同的形狀以提供最佳的通量路徑，使材料含量減到最小，或者改善自冷卻特性。定子20包括多個磁極22，這些磁極各自包括成形體24，箔片線圈繞組26圍繞著成形體24。箔片線圈繞組26在圖2中詳細(xì)示出并且在下文中進一步描述。成形體24用于提供基本線圈形狀，用于線圈26的結(jié)構(gòu)支承件，將線圈26附接到定子基部的裝置以及用于繞組的通量芯部。
轉(zhuǎn)子10連接到軸14上，該軸用作轉(zhuǎn)子10的支承或?qū)虿考?。軸14還可以提供用于另外的功率輸出的連接點。定子20包括定子基部28，該定子基部提供了用于線圈的結(jié)構(gòu)支承件和軸承支承結(jié)構(gòu)30。該定子基部28還提供了用于由線圈繞組產(chǎn)生的通量的通量返回路徑。軸承支承結(jié)構(gòu)30可以具有許多各種結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等的其中之一。
定子基部28可以由例如燒結(jié)的、粉末狀的或鑄造的、可延展的鐵這樣的材料形成，并且在通量路徑的區(qū)域?qū)τ隈R達的最佳操作優(yōu)化時，渦流損失可以被減到最小。存在有許多可能的轉(zhuǎn)子-定子磁極和繞組的組合。很多種可能的組合中的一些如下所述4-相，8-定子磁極，6-轉(zhuǎn)子磁極，兩個磁極同時起作用。
3-相，12-定子磁極，8-轉(zhuǎn)子磁極，四個磁極同時起作用。
3-相，6-定子磁極，4-轉(zhuǎn)子磁極，兩個磁極同時起作用。
定子磁極對電連接在一起，同時被激勵并且按照順序轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)子10和定子20上有不同數(shù)量的磁極12、22的情況下，當(dāng)鐵磁轉(zhuǎn)子設(shè)法與多對集中的、未重疊的定子磁極22排在一起時，該鐵磁轉(zhuǎn)子10通過螺線管作用轉(zhuǎn)動。相關(guān)聯(lián)的位置檢測裝置(圖4中所示)通過多種可能的方案中的一種檢測轉(zhuǎn)子位置和速度并且提供用于正確換向的轉(zhuǎn)換順序。
圖2表示了定子磁極22的成形體24和線圈26。線圈26包括導(dǎo)體材料50，該導(dǎo)體材料50一般可以是1-10密耳厚或更厚，并且一般可以是0.2-2英寸寬或更寬。材料50可以是銅、鋁、超導(dǎo)體或者任何其他適合的導(dǎo)電材料。絕緣膜52附接到導(dǎo)體50上，該絕緣膜可以是很多種聚合物其中之一。鋁導(dǎo)體的陽極化表面、導(dǎo)體上的電極沉積層或其他類型的涂層、或者粘合劑可以用作絕緣體52。
類似于絕緣體52的第二絕緣層54可以附接到箔片導(dǎo)體50的相對側(cè)面上。根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)和處理技術(shù)，可能需要或者可能不需要第二絕緣層54。粘合劑56將各個圈結(jié)合到一起，或者另一種方案是，取決于所用的材料，該粘合劑56本身可以用作絕緣體。類似地，可能還需要第二粘合劑層58。
任選的箔片層60可以與每一圈成整體。箔片60可以被包括用于繞組的僅一部分圈數(shù)，或者被包括用于繞組的所有圈數(shù)。這個任選的層或箔片60可以用作幾種可能的功能鐵磁箔片可以用作通量返回路徑的層壓部件以便減少渦流損失并且使得線圈成形體減小尺寸，而同時它可以用作電感耦合的電流傳感器，或者用作整體式反電動勢位置傳感器，或者用作輸入功率傳導(dǎo)路徑的部件，或者用作以上功能中的一些的組合。銅、鋁或者一些其他導(dǎo)電材料可以用作電流傳感器或反電動勢傳感器，或者用作通向第一導(dǎo)體50的等效電路，以便提供可能與第一導(dǎo)體50并聯(lián)或串聯(lián)連接的另一圈，從而便于簡單地容納多個電壓繞組。
圖3是馬達1的截面圖。外殼32包圍著機器結(jié)構(gòu)并提供了結(jié)構(gòu)支承。如以前在圖1中所示的那樣，定子基部28提供了用于軸承30的結(jié)構(gòu)支承和通量返回路徑。
可以具有很多可能的結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子10連接到軸14上并位于頂表面處，以便在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間形成大致恒定的軸向空氣間隙厚度。盤形轉(zhuǎn)子10提供了特殊的特征，并且可以直接附接到許多風(fēng)扇、鼓風(fēng)機、推進器等型式的機構(gòu)上。盤形轉(zhuǎn)子使得這種機構(gòu)能夠與轉(zhuǎn)子相結(jié)合，而不是分離地固定到軸上，這簡化了裝置并且降低了空間要求。箔片線圈成形體24提供了用于箔片線圈26的支承結(jié)構(gòu)和通量路徑。風(fēng)扇34連接到軸14上，提供了用于定子基部和電子電路的冷卻。由于鋼材損失隨頻率(或者馬達速度)而變化，風(fēng)扇引起的氣流也是隨著頻率(或者馬達速度)而變化，所以當(dāng)速度增大時增強的風(fēng)扇冷卻補償了增大的鋼材損失。印刷電路(PC)板40位于定子基部28的下面。驅(qū)動電子設(shè)備的部件42以常規(guī)的方式位于PC板40上。驅(qū)動電路通過導(dǎo)線44連接到繞組22上。
圖4表示了用于激勵機器1的典型系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括DC電源100、聯(lián)接成接納DC電力的電力變換器110、控制器112，該控制器聯(lián)接成向變換器110中的電力轉(zhuǎn)換裝置的門提供致動信號。機器1的箔片線圈繞組26被聯(lián)接和適配用于通過電力變換器110而激勵。轉(zhuǎn)子位置傳感器116向控制器112提供位置信息。如本文中上面注意到的，轉(zhuǎn)子位置信息可以通過幾種不同的方法和裝置中的任一種來提供，這些方法和裝置對于享有本公開內(nèi)容的利益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。通過本領(lǐng)域中公知的幾種無傳感器的位置檢測方案中的任何一種，可以不使用轉(zhuǎn)子位置傳感器116。
DC電源100包括正、負(fù)總線。正、負(fù)DC總線可以通過任何合適的DC電源來提供，該DC電源包括電池、AC-DC轉(zhuǎn)換器等等。響應(yīng)于通過控制器112提供的轉(zhuǎn)換信號，電力變換器110接收DC電力并且把電力傳送到各個相繞組26上。電力變換器110能以常規(guī)的方式構(gòu)造并且可以包括半橋轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、全橋轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)或者任何其它類型的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)能夠提供繞組26所需的激勵電流。
施加到電力變換器110上的轉(zhuǎn)換信號通過控制器112產(chǎn)生。在本發(fā)明的特定實施例中，控制器112響應(yīng)于由轉(zhuǎn)子位置傳感器116提供的轉(zhuǎn)子位置信息而產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號，該轉(zhuǎn)子位置傳感器可以包括霍耳效應(yīng)傳感器、磁阻傳感器、光學(xué)傳感器、電容傳感器或者任何其他合適的結(jié)構(gòu)以便檢測轉(zhuǎn)子的角位置。控制器112可以包括用于控制相激勵電流的平均大小(例如，通過脈沖寬度調(diào)制、開關(guān)式電流控制等)的電路，以便控制機器1的磁阻扭矩輸出或轉(zhuǎn)動速度的大小。
根據(jù)本發(fā)明的某些方面，轉(zhuǎn)子10包括“實心”結(jié)構(gòu)，而不是現(xiàn)有技術(shù)中的層壓結(jié)構(gòu)。為了便于使用實心轉(zhuǎn)子，箔片線圈繞組26可以被封裝、模制為殼體的部件，或者箔片線圈繞組可以通過一些其他的裝置與轉(zhuǎn)子腔室密封或隔離，以便使得液體或氣體流過轉(zhuǎn)子10或在該轉(zhuǎn)子10周圍流動，從而使該轉(zhuǎn)子被冷卻。轉(zhuǎn)子10還可以被設(shè)計成提供其自身的裝置以便攪動冷卻介質(zhì)，從而為轉(zhuǎn)子10和定子20兩者提供冷卻，因此提供了更有效的操作。
本發(fā)明的另一個方面在轉(zhuǎn)子的相對側(cè)上增加了第二個類似的定子結(jié)構(gòu)，該另一個方面對于每個定子磁極的激勵循環(huán)可以提供較小的轉(zhuǎn)動角。根據(jù)應(yīng)用情況，轉(zhuǎn)子和定子表面可以通過很多方法中的一種或幾種涂覆有合適的材料，以便提供耐磨性、抗腐蝕性、改善的磁性能或者所需的其他特殊的特征。很多特殊的特征例如尺寸、電力要求等將取決于應(yīng)用情況，而不是取決于箔片線圈轉(zhuǎn)換磁阻馬達的限制，這對于享有本公開內(nèi)容的利益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
新型箔片線圈繞組提供了以下的優(yōu)點1.對繞組空間更有效的利用，90％或更多，對比的是，常規(guī)圓線的大約65％或更少。
2.通過利用包含非常高的頻率分量的陡的波前形狀的集膚效應(yīng)，減小了大量導(dǎo)體電阻。
3.當(dāng)與圓線比較時，由于減少了繞組中的空隙，所以從繞組到基部更有效地進行熱傳遞。
4.簡化了方案以便提供與電流檢測線圈或多個電壓繞組電感耦合的反電動勢檢測線圈。
與層壓結(jié)構(gòu)相反，設(shè)置了半實心的盤形轉(zhuǎn)子，這提供了1.在鐵磁材料中使用渦流原理，因而不需要對轉(zhuǎn)子材料進行層壓。
2.比更常規(guī)的層壓結(jié)構(gòu)所需的技術(shù)更為簡化和經(jīng)濟的制造技術(shù)。
而且，應(yīng)用單個軸向空氣間隙的新型結(jié)構(gòu)使得1.減小了產(chǎn)品的軸向長度，該產(chǎn)品例如為排水泵、吊扇、廢料處理機磨碎機構(gòu)、熔爐鼓風(fēng)機馬達等等，該產(chǎn)品使得空氣冷卻或水冷卻成為整體產(chǎn)品所需要的，以便作為正常操作的一部分。
2.因為轉(zhuǎn)子可以由風(fēng)扇轂、鼓風(fēng)機葉輪、泵推進器、處理機磨碎機構(gòu)等的整體部件制成，所以簡化了產(chǎn)品。
3.由于單個小的空氣間隙使得馬達的體積效率和電效率很高，該空氣間隙可以由相對較低成本的標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)來控制。
本文中所述的轉(zhuǎn)換磁阻機器結(jié)構(gòu)適用于很多種應(yīng)用情況，包括食品廢料處理機、排水泵、吊扇、熔爐鼓風(fēng)機馬達等等，但不限于以上這些。例如，已知的食品廢料處理機經(jīng)常通過單速感應(yīng)馬達來驅(qū)動。出于很多原因，以變速操作食品廢料處理機是有利的。具有變速馬達的食品廢料處理機公開在Strutz等人的所包括的系列號為No.09/777,129的申請中，該申請的題目為“Food Waste Disposer HavingVariable Speed Motor and Methods of Operating Same”。
根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，食品廢料處理機由轉(zhuǎn)換磁阻馬達提供動力。轉(zhuǎn)換磁阻馬達可以包括標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換磁阻馬達結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)換磁阻馬達結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在定子孔內(nèi)的突出的磁極轉(zhuǎn)子以便限定徑向空氣間隙和通量路徑?？梢灶A(yù)見到，其他的實施例使用短軸型馬達結(jié)構(gòu)來減小處理機的垂直高度。
圖5是方框圖，在概念上表示了根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的食品廢料處理機。處理機200包括食品傳送部段212，包含轉(zhuǎn)換磁阻馬達240的馬達部段214，以及設(shè)置在食品傳送部段和馬達部段之間的中央磨碎部段216。轉(zhuǎn)換磁阻馬達240包括定子和聯(lián)接到軸14上的轉(zhuǎn)子。
食品傳送部段212在其上端包括入口220以便接收食品廢料。食品傳送部段212將食品廢料傳送到中央磨碎部段216。磨碎部段216包括具有圓形板234、一對突出部(未示出)和靜止的研磨環(huán)(未示出)的磨碎機構(gòu)，這對突出部可以是靜止的(固定突出部)或者可以是自由轉(zhuǎn)動的(旋轉(zhuǎn)突出部)。磨碎板234一般固定到馬達軸14上并且由轉(zhuǎn)換磁阻機器240的轉(zhuǎn)子驅(qū)動。
包括多個間隔的齒的研磨環(huán)固定地附接到磨碎部段殼體的內(nèi)表面上。在食品廢料處理機的操作中，在板234被馬達240轉(zhuǎn)動的時候，由靠著研磨環(huán)的齒的突出部對通過食品傳送部段212輸送到磨碎部段216的食品廢料施加力的作用。齒的尖銳邊緣將食品廢料磨碎成足夠小的顆粒物質(zhì)，以便顆粒物質(zhì)從磨碎板234的上方經(jīng)過板234的周邊外側(cè)的各齒之間的間隙運行到磨碎板234的下方。由于重力的作用，通過各齒之間的間隙的顆粒物質(zhì)連同注射到處理機中的水一起從處理機中排出。
雖然常規(guī)的轉(zhuǎn)換磁阻馬達總體上可以適用于食品廢料處理機的變速操作，但是例如馬達輪廓、印跡、成本等這樣的因素可以使得常規(guī)的轉(zhuǎn)換磁阻馬達不能實際用于一些處理機應(yīng)用情況中。在本發(fā)明的一個典型實施例中，食品廢料處理機應(yīng)用了軸向空氣間隙轉(zhuǎn)換磁阻馬達，例如圖1-4中所示的機器1。這樣的處理機示于圖6中。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的方面的食品廢料處理機300的分解透視圖。處理機300可以以公知的方式利用美國專利No.3,025,007中所公開類型的安裝部件安裝在貯槽的排放開口中，該美國專利由本申請的受讓人所擁有。處理機300包括具有注模的塑料殼體318的食品傳送部段212，該殼體318在其上端形成有入口220以便接收食品廢料和水。該殼體318還形成有入口321以便使從洗碗機(未示出)排出的水通過。食品傳送部段212將食品廢料傳送到中央磨碎部段216。馬達部段214包括封閉在馬達殼體331內(nèi)的轉(zhuǎn)換磁阻馬達322，該馬達殼體331包括從下端框架330延伸的彎曲的金屬定子區(qū)段332。
磨碎部段216包括具有轉(zhuǎn)動研磨板334的磨碎機構(gòu)，該轉(zhuǎn)動研磨板在所示的實施例中與轉(zhuǎn)換磁阻馬達322的轉(zhuǎn)子形成為一體，如下面進一步指出的那樣。磨碎部段216還包括一對突出部336和靜止研磨環(huán)338。板334安裝在轉(zhuǎn)換磁阻馬達322的馬達軸324上，并且突出部336緊固在板334上。在所示的實施例中，突出部緊固到板334上，使得它們不能轉(zhuǎn)動-它們是“固定的”突出部。在其他的實施例中，突出部被這樣緊固，使得它們相對于轉(zhuǎn)動板334自由轉(zhuǎn)動。
磨碎部段216包括與食品傳送部段212的注模上部殼體318形成為一體的注模塑料殼體340。成一體的注模塑料殼體318和340形成整體式塑料封閉件。封閉件318、340通過多個具有自攻螺紋的螺栓341緊固到下端框架330上。包括多個間隔的齒342的研磨環(huán)338通過干涉配合固定地附接到殼體340的內(nèi)表面上并且優(yōu)選地由鍍鋅鋼構(gòu)成。由于殼體340由注模的塑料構(gòu)成，而不是由模鑄金屬構(gòu)成，所以殼體340可以抵抗研磨環(huán)338的腐蝕。
馬達部段214的馬達322是箔片線圈轉(zhuǎn)換磁阻機器，例如上文中結(jié)合圖1-4所公開和描述的那些。馬達322包括具有多個箔片線圈422的定子420，這些箔片線圈包圍著相對應(yīng)的成形體424。中心柱430提供了用于軸承的支承件并且可轉(zhuǎn)動地接納馬達軸324。塑料覆蓋模制件425覆蓋著定子420并密封了箔片線圈422。在其他的實施例中，另一種密封裝置可以用于密封箔片線圈422。軸密封件被壓入中心柱430，并且密封部件位于塑料覆蓋模制件和定子區(qū)段332之間以防止顆粒物質(zhì)和水進入馬達殼體331。包括驅(qū)動電子電路的PC板(未示出)可以定位在馬達殼體331內(nèi)的定子420的下方。
轉(zhuǎn)動研磨板334附接到馬達軸324上并具有上側(cè)(如圖6中所示)，該上側(cè)附接有突出部336，并且多個轉(zhuǎn)子磁極412形成在該轉(zhuǎn)動研磨板的下側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)的處理機相比，整體式轉(zhuǎn)子/研磨板334簡化了處理機結(jié)構(gòu)，該現(xiàn)有技術(shù)的處理機應(yīng)用了連接到馬達軸上的單獨研磨板，該馬達軸由單獨的轉(zhuǎn)子驅(qū)動。在其他的優(yōu)點中，組合的轉(zhuǎn)子/研磨板334減小了處理機300的輪廓，因而減小了所安裝的處理機300所需的空間。
在食物廢料處理機的操作中，由靠著研磨環(huán)338的齒342的轉(zhuǎn)動板334上的突出部336對通過食品傳送部段212輸送到磨碎部段216的食品廢料施加力的作用。齒342的尖銳邊緣將食品廢料磨碎或粉碎成足夠小的顆粒物質(zhì)，以便顆粒物質(zhì)從磨碎板334的上方經(jīng)過板334的周邊外側(cè)的各齒342之間的間隙運行到磨碎板334的下方。通過各齒342之間的間隙的顆粒物質(zhì)落到塑料覆蓋模制件425上，并且連同經(jīng)過入口220注射到處理機300中的水一起通過排放出口344排出。排放出口344被攻有螺紋以便連接到尾管(未示出)上。為了將顆粒物質(zhì)和水的混合物導(dǎo)向排放出口344，塑料覆蓋模制件425可以朝著其周邊向下傾斜。流過塑料覆蓋模制件425的流體還起冷卻馬達322的作用。
上述特定實施例只是示例性的，本發(fā)明可以以不同但等效的方式修改和實施，這對于享有本文的教導(dǎo)的利益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。因此明顯的是，上述特定實施例可以被改變或修改并且所有這種變化被認(rèn)為落入到本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁阻機器，其包括包括環(huán)形支承部件的定子，多個定子磁極設(shè)置在該環(huán)形支承部件上，定子磁極各自包括相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組；以及限定多個突出的轉(zhuǎn)子磁極的實心的盤形轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地定位在支承部件的相對側(cè)以便在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間形成軸向空氣間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻機器，其特征在于，其還包括用于選擇性地激勵箔片線圈的控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻機器，其特征在于，定子磁極被電連接以便形成四相。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻機器，其特征在于，定子磁極被電連接以便形成三相。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻機器，其特征在于，箔片線圈繞組各自包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層具有附接到其上的絕緣層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁阻機器，其特征在于，箔片線圈繞組各自還包括第二導(dǎo)電層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁阻機器，其特征在于，導(dǎo)電層和絕緣層纏繞在芯部部件周圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁阻機器，其特征在于，絕緣層包括粘合劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻機器，其特征在于，其還包括軸，其中轉(zhuǎn)子連接到該軸上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁阻機器，其特征在于，其還包括連接到該軸上的風(fēng)扇。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁阻機器，其特征在于，控制電路包括位置傳感器以便檢測轉(zhuǎn)子相對于定子的位置。
12.一種食品廢料處理機，其包括用于接收食品廢料的入口；連接到可轉(zhuǎn)動的軸上的磨碎板；以及轉(zhuǎn)換磁阻馬達，該馬達可操作地驅(qū)動該軸，并且因而可操作地驅(qū)動磨碎板以便將通過入口接收的食品廢料磨碎成顆粒物質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的食品廢料處理機，其特征在于，轉(zhuǎn)換磁阻馬達包括定子，該定子具有設(shè)置在其中的多個定子磁極，定子磁極各自包括相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組；限定多個突出的轉(zhuǎn)子磁極的實心的盤形轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地定位在定子的附近以便在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間形成軸向空氣間隙，其中磨碎板與轉(zhuǎn)子形成為一體。
14.一種食品廢料處理機，其包括用于接收食品廢料的入口；靜止的研磨環(huán)；位于靜止的研磨環(huán)附近的磨碎板，該磨碎板具有第一和第二側(cè)，該第一側(cè)具有附接到其上的至少一個突出部，該第二側(cè)具有形成在其中的多個轉(zhuǎn)子磁極；定子，該定子具有設(shè)置在其中的多個定子磁極，定子磁極各自包括相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組；以及由定子可轉(zhuǎn)動地接納著的軸，磨碎板固定到該軸上以便與該軸一起轉(zhuǎn)動，使得磨碎板和定子在其間形成軸向空氣間隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的食品廢料處理機，其特征在于，該定子相對于該軸和磨碎板密封。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的食品廢料處理機，其特征在于，該密封包括圍繞著定子磁極的塑料覆蓋模制件。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的食品廢料處理機，其特征在于，其還包括用于選擇性地激勵箔片線圈的控制電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的食品廢料處理機，其特征在于，箔片線圈繞組各自包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層具有附接到其上的絕緣層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的食品廢料處理機，其特征在于，箔片線圈繞組各自還包括第二導(dǎo)電層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的食品廢料處理機，其特征在于，導(dǎo)電層和絕緣層纏繞在芯部部件周圍。
全文摘要
一種磁阻機器(1)包括具有環(huán)形支承部件的定子(20)，該環(huán)形支承部件上設(shè)置有多個定子磁極(22)。定子磁極各自由相對應(yīng)的箔片線圈定子繞組(26)形成。實心的盤形轉(zhuǎn)子(10)限定多個突出的轉(zhuǎn)子磁極(12)，并且該轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地定位在支承部件的相對側(cè)以便在轉(zhuǎn)子和定子磁極之間形成軸向空氣間隙。一種食品廢料處理機結(jié)合有這樣的磁阻機器。
文檔編號B02C13/30GK1529634SQ01816816
公開日2004年9月15日 申請日期2001年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月4日
發(fā)明者W·F·斯特魯茨, W F 斯特魯茨 申請人:美國艾默生電氣公司