專利名稱：直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，具體地說(shuō)是一種專用于洗衣機(jī)的外轉(zhuǎn)子三相無(wú)刷永磁直流電動(dòng)機(jī)，適用于直接驅(qū)動(dòng)的全自動(dòng)的波輪式洗衣機(jī)和滾桶式洗衣機(jī)。
傳統(tǒng)洗衣機(jī)一般采用單相電容運(yùn)行感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電容運(yùn)行感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率很低，一般只有50％左右，又由于使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，必需使用減速齒輪和皮帶輪，因此，運(yùn)行效率就更低。于是，有人改用無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)作為洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率很高，在90％以上，通過(guò)電子電路調(diào)速控制后，可以去掉減速齒輪和皮帶輪，實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)，大大減小了噪聲。而且，系統(tǒng)效率有所提高。但是，由于現(xiàn)有技術(shù)所采用的定子大小糟結(jié)構(gòu)，使該電機(jī)的加工工藝變得頗為復(fù)雜，生產(chǎn)成本增加了。又由于采用三個(gè)霍爾位置傳感器，又增加了生產(chǎn)成本，更由于齒槽配合為磁極數(shù)P=24；槽數(shù)Z=36，這種齒輪槽配合的定位力矩次數(shù)為72次，其幅值會(huì)很大，必須采用大小槽來(lái)加以彌補(bǔ)。槽數(shù)多(Z=36)對(duì)于減小定位力矩有利，而定位力矩是電機(jī)電磁噪聲的最重要來(lái)源，槽數(shù)越多生產(chǎn)工藝越復(fù)雜，生產(chǎn)成本將會(huì)越高。極數(shù)多(P=24)電機(jī)的鐵耗增加。
本實(shí)用新型的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本造價(jià)低，效率高的直接驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型主要由硅鋼片的沖片疊壓成的定子、轉(zhuǎn)子、永磁體、傳感器和塑料套組成，本實(shí)用新型發(fā)明創(chuàng)造的要點(diǎn)是，轉(zhuǎn)子1的磁極數(shù)為P=26，定子鐵心2的槽數(shù)Z=27，采用均勻齒槽結(jié)構(gòu)，槽口3寬度為3.5毫米，傳感器采用兩個(gè)霍爾開關(guān)在空間按90°電角度分布。所述的霍爾傳感器是開關(guān)型的霍爾開關(guān)，所以，對(duì)安裝位置精度要求不高。只需將霍爾位置傳感器的磁敏感方向與轉(zhuǎn)子法線方向相一致，安裝在內(nèi)定子支架8上，并與轉(zhuǎn)子磁鋼內(nèi)圓之間保持1-2mm的氣隙，霍爾傳感器10、11布置在同一圓周上，空間夾角為1/2極距，即90°電角度。本實(shí)用新型的霍爾傳感器也可以通過(guò)安裝在定子支架9上，并與轉(zhuǎn)子磁鋼外圓之間保持1-2mm的氣隙，霍爾傳感器10、11布置在同一圓周上，空間夾角為1/2極距，即90°電角度。每一層硅鋼片的沖片14由三個(gè)形狀完全相同的120°扇型沖片15組成，120°扇型沖片的軛部有兩個(gè)通孔16，直徑為3-5mm，兩通孔間夾角為60°，對(duì)稱分布在扇型沖片的軛部，三張扇型沖片在一個(gè)平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，所以，圓環(huán)定子沖片有三個(gè)拼縫，為了減小拼縫對(duì)定子鐵心磁路的影響，在對(duì)每張圓環(huán)型定子沖片進(jìn)行碼片時(shí)，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每增加一張圓環(huán)型定子沖片，都順時(shí)針或反時(shí)針錯(cuò)片60°。由于對(duì)稱性，經(jīng)過(guò)上述錯(cuò)片迭起來(lái)的定子鐵心上仍保持有6個(gè)通孔16，再用定子鐵心上、下壓環(huán)17、18和細(xì)鐵棒穿過(guò)定子鐵心上的6個(gè)通孔，將定子鐵心鉚成一個(gè)整體。本實(shí)用新型也可以將每個(gè)扇型沖片軛部的兩個(gè)通孔改成位于軛部?jī)?nèi)圓的兩個(gè)凹槽19，槽寬約3-6mm，槽深約1-2mm。將此沖片按上述方法進(jìn)行60°錯(cuò)片，再用定子鐵心上下壓環(huán)17、18壓緊后利用6個(gè)凹槽，將定子鐵心焊接成一個(gè)完整的定子鐵心。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化定子鐵心加工，解決材料利用率問(wèn)題，本實(shí)用新型也可以將上述每個(gè)扇型沖片軛部的兩個(gè)通孔16或位于軛部?jī)?nèi)圓的兩個(gè)凹槽19，改成位于120°扇形沖片軛部?jī)?nèi)圓的兩個(gè)沖壓成形的盲孔21，盲孔的直徑約2-3mm，盲孔的深度為1/2沖片厚度；兩個(gè)盲孔間夾角為60°；三張扇形沖片在一個(gè)平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，所以，圓環(huán)型定子沖片有三個(gè)拼縫，為了減小拼縫對(duì)定子鐵芯磁路的影響，在對(duì)每張圓環(huán)形定子沖片進(jìn)行碼片時(shí)，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時(shí)針或逆時(shí)針錯(cuò)片60°角度，由于盲孔21分布的對(duì)稱性，經(jīng)過(guò)錯(cuò)片迭起來(lái)的定子鐵心的每張扇形沖片是自定位的，再用定子鐵心上、下壓環(huán)17、18壓緊后通過(guò)注塑將定子鐵心塑壓成一個(gè)完整的定子鐵心。本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子殼與機(jī)械傳動(dòng)軸之間增加了一個(gè)工程塑料套20，由于工程塑料串聯(lián)在轉(zhuǎn)子鋼體和機(jī)械傳動(dòng)軸之間，其彈性特性大大緩沖了諧波力矩的傳遞強(qiáng)度。改善了洗衣機(jī)整體的自由振蕩屬性，從而使洗衣機(jī)整體的噪聲水平又有所提高。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，定位力矩小，噪聲低，生產(chǎn)成本下降，電機(jī)出力大，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型定子原理結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實(shí)用新型磁鋼原理結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本實(shí)用新型磁鋼原理結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本實(shí)用新型扇型沖片原理結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本實(shí)用新型圓型沖片原理結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本實(shí)用新型圓型沖片原理結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本實(shí)用新型圓型沖片軛部定位盲孔示意圖。
圖9為本實(shí)用新型圓型沖片軛部定位盲孔示意圖。
圖10為本實(shí)用新型定子安裝示意圖。
圖11為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例原理結(jié)構(gòu)圖。
實(shí)施例利用本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)現(xiàn)一種專用于直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)的外轉(zhuǎn)子三相無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)。該直流永磁電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子1的磁極數(shù)P為26，定子鐵心2的槽數(shù)Z為27，槽口3的寬度為3.5mm，所使用的位置傳感器是兩個(gè)方波輸出形式的霍爾開關(guān)；兩個(gè)霍爾開關(guān)在空間相位差是90°電角度，電機(jī)采用了均勻齒槽結(jié)構(gòu)，槽口寬度為3.5mm，非常適合各類洗衣機(jī)的不同直徑的導(dǎo)線在該尺寸槽口中穿行和繞制線圈。
權(quán)利要求1.一種直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，包括硅鋼片的沖片疊壓成的定子、轉(zhuǎn)子、永磁體、傳感器，其特征在于還包括塑料套[20]、塑料套[20]安裝在轉(zhuǎn)子外殼與機(jī)械傳動(dòng)軸之間，轉(zhuǎn)子[1]磁極數(shù)P是26,定子鐵芯[2]的槽數(shù)Z是27；槽口[3]寬度為3.5mm，所使用的位置傳感器是兩個(gè)方波輸出型式的霍爾開關(guān)，兩個(gè)霍爾開關(guān)在空間相位差是90°電角度，磁鋼極距[13]的尺寸是28-35mm，將霍爾位置傳感器的磁敏感方向與轉(zhuǎn)子法線方向相一致，安裝在內(nèi)定子支架[8]上，并與轉(zhuǎn)子磁鋼內(nèi)圓之間保持1-2mm的氣隙，兩個(gè)霍爾傳感器[10]、[11]布置在同一圓周上，空間夾角為1/2極距，即90°電角度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于將霍爾位置傳感器的磁敏感方向與轉(zhuǎn)子法線方向相一致，安裝在定子支架[9]上，并與轉(zhuǎn)子磁鋼外圓之間保持1-2mm的氣隙。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)永磁體為粘接釹鐵硼磁鋼時(shí)，兩半徑差值是3-4mm；當(dāng)永磁體為鐵氧體磁鋼時(shí)，兩半徑的差值是6-8mm，所述的瓦型磁鋼的內(nèi)圓兩側(cè)[6]、[7]由直線或者弧線進(jìn)行削角，削角部分對(duì)應(yīng)的兩段直線或弧線的長(zhǎng)度，分別為1/3內(nèi)圓總弧長(zhǎng)，削角部分對(duì)應(yīng)的兩段直線或弧線分別與內(nèi)圓相交，弧長(zhǎng)或削角的徑向深度是內(nèi)圓半徑R1與外圓半徑R2的差值的1/3。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于第一層硅鋼片的沖片[14]是由三個(gè)形狀完全相同的120°扇形沖片[15]組成的，120°扇形沖片的軛部有兩個(gè)通孔[16]，直徑為3-5mm，兩通孔間夾角為60°，對(duì)稱分布在扇形沖片的軛部，三張扇形沖片在一個(gè)平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，在對(duì)每張圓環(huán)定子沖片進(jìn)行碼片時(shí)，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時(shí)針或逆時(shí)針錯(cuò)片60°角度，由于對(duì)稱性，經(jīng)過(guò)錯(cuò)片迭成的定子鐵心上仍保持有6個(gè)通孔[16]，再用定子鐵心上、下壓環(huán)[17]、[18]和細(xì)鐵棒穿過(guò)定子鐵心上的6個(gè)通孔，將定子鐵心鉚制成一個(gè)整體。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于每一個(gè)硅鋼片的沖片[14]是由三個(gè)形狀完全相同的120°扇形沖片[15]組成的，120°扇形沖片的軛部?jī)?nèi)圓有兩個(gè)凹槽[19]，槽寬約3-6mm，槽深約1-2mm，兩凹槽間夾角為60°，三張扇形沖片在一個(gè)平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，在對(duì)每張圓環(huán)型定子沖片進(jìn)行碼片時(shí)，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時(shí)針或逆時(shí)針錯(cuò)片60°電角度，由于對(duì)稱性，經(jīng)過(guò)錯(cuò)片迭起來(lái)的定子鐵心仍保持6個(gè)凹槽[19]，再用定子鐵心上下壓環(huán)[17]、[18]壓緊后利用6個(gè)凹槽，將定子鐵心焊接成一個(gè)完整的定子鐵心。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于每一個(gè)硅鋼片的沖片[14]是由三個(gè)形狀完全相同的120°扇形沖片[15]組成的，120°扇形沖片的軛部?jī)?nèi)圓有兩個(gè)沖壓成形的盲孔[21]，盲孔的直徑約2-3mm，盲孔的深度約為定子沖片厚度的1/2，兩個(gè)盲孔間夾角為60°，三張扇形沖片在一個(gè)平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時(shí)針或逆時(shí)針錯(cuò)片60°電角度，由于盲孔[21]分布的對(duì)稱性，經(jīng)過(guò)錯(cuò)片迭起來(lái)的定子鐵心的每張扇形沖片是自定位的，再用定子鐵心上下壓環(huán)[17]、[18]壓緊后通過(guò)注塑將定子鐵心焊接成一個(gè)完整的定子鐵心。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),適用于直接驅(qū)動(dòng)的全自動(dòng)的波輪式洗衣機(jī)和滾桶式洗衣機(jī),本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為P=26,定子鐵心的槽數(shù)Z=27;采用均勻齒槽結(jié)構(gòu),槽口寬度為3.5mm;使用兩個(gè)方波霍爾位置傳感器,轉(zhuǎn)子外殼與機(jī)械傳動(dòng)軸之間增加了一個(gè)工程塑料套。本實(shí)用新型定位力矩小,噪聲低,性能穩(wěn)定,具有廣泛的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H02K29/08GK2461200SQ0026829
公開日2001年11月21日 申請(qǐng)日期2000年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月25日
發(fā)明者陸永平, 李鐵才, 李勇, 楊貴杰, 鄒繼斌, 劉彥彬, 趙輝 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)