本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無刷無齒槽風(fēng)機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著鋰電池技術(shù)的成熟應(yīng)用，吸塵器由原來的笨重形式向輕巧形式、由交流供電向直流供電方式發(fā)展。手持式吸塵器，機(jī)動性能好，攜帶方便，不受電源的限制，輕便，操作靈活。因此，高端手持式吸塵器就要求電機(jī)體積小，高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生大的負(fù)壓。對電機(jī)的轉(zhuǎn)速要求可達(dá)到10萬轉(zhuǎn)以上。

目前市場上手持式吸塵器電機(jī)采用直流有刷電機(jī)、直流無刷電機(jī)、永磁單相同步電機(jī)驅(qū)動，皆為有齒槽電機(jī)。

齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁電機(jī)繞組不通電時(shí)永磁體和定子鐵芯之間相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，是由永磁體與電樞齒之間相互作用力的切向分量引起的。齒槽轉(zhuǎn)矩會導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動，降低永磁電機(jī)伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制特性和運(yùn)行可靠性,影響系統(tǒng)的控制精度,并引起振動、噪聲等問題。

實(shí)際上齒槽轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)電機(jī)中的靜磁能變化率。由于永磁體和鐵芯中的靜磁能變化很小可以忽略。故電機(jī)的靜磁能近似等于氣隙中的靜磁能。當(dāng)鐵芯有齒槽時(shí)，磁場能量隨定子和轉(zhuǎn)子的相對位置發(fā)生變化。并向著磁能積變小的方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，即齒槽轉(zhuǎn)矩。從本質(zhì)上而言是永磁體磁場與齒槽間作用力的切向分量。齒槽轉(zhuǎn)矩總是試圖將轉(zhuǎn)子定位在某一位置。

齒槽轉(zhuǎn)矩引起永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和速度波動，使電機(jī)產(chǎn)生振動和噪聲,當(dāng)脈動轉(zhuǎn)矩的頻率與電樞電流諧振頻率一致時(shí),會產(chǎn)生共振,勢必會放大齒槽轉(zhuǎn)矩的振動和噪聲,嚴(yán)重影響電機(jī)的定位精度和伺服性能,尤其在低速時(shí)影響更為嚴(yán)重。

現(xiàn)有刷電機(jī)缺點(diǎn)：在10萬轉(zhuǎn)的情況下，碳刷的換向損耗過大，碳刷產(chǎn)生大的換向火花，超高速的情況下碳刷磨損加速，壽命效率都非常低，現(xiàn)有的有刷電機(jī)無法長時(shí)間在超高速工況下安全運(yùn)行。

現(xiàn)有直流無刷電機(jī)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)動脈動大，齒槽轉(zhuǎn)矩大，電機(jī)轉(zhuǎn)動噪音大。

現(xiàn)有永磁單相同步電機(jī)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)動脈動大，電機(jī)轉(zhuǎn)動噪音大，且效率偏低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種噪音小、運(yùn)行效率高、壽命長的風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括：構(gòu)造一種無刷無齒槽風(fēng)機(jī)，包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及與轉(zhuǎn)子組件聯(lián)動的葉輪；定子組件包括機(jī)座、無齒槽鐵芯以及定子繞組；轉(zhuǎn)子組件包括可轉(zhuǎn)地設(shè)在定子組件上的轉(zhuǎn)軸以及可隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動地設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的磁體；

無齒槽鐵芯設(shè)有內(nèi)孔，定子繞組上設(shè)有空腔，定子繞組設(shè)在無齒槽鐵芯的內(nèi)孔中，磁體位于定子繞組的空腔中；葉輪位于機(jī)座中，機(jī)座上設(shè)有與葉輪對應(yīng)的進(jìn)風(fēng)口，以供葉輪通過進(jìn)風(fēng)口抽氣。

優(yōu)選地，定子繞組為空心杯繞組。

優(yōu)選地，定子繞組與無齒槽鐵芯的內(nèi)孔的內(nèi)側(cè)壁貼合。

優(yōu)選地，葉輪為離心式葉輪。

優(yōu)選地，機(jī)座包括后蓋、導(dǎo)風(fēng)件和風(fēng)罩，后蓋、無齒槽鐵芯、導(dǎo)風(fēng)件和風(fēng)罩從后向前依次相連，葉輪位于導(dǎo)風(fēng)件的前側(cè)并被風(fēng)罩罩住，進(jìn)風(fēng)口開設(shè)在風(fēng)罩上；導(dǎo)風(fēng)件包括基體以及設(shè)在基體前側(cè)的若干導(dǎo)風(fēng)板，若干導(dǎo)風(fēng)板，基體上設(shè)有連通基體前后側(cè)的通風(fēng)口，導(dǎo)風(fēng)板以葉輪為中心向通風(fēng)口延伸。

優(yōu)選地，后蓋上設(shè)有連通后蓋前后側(cè)的出風(fēng)口，當(dāng)葉輪通過進(jìn)風(fēng)口將外部空氣吸入后，空氣依次經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)板、通風(fēng)口和無齒槽鐵芯外側(cè)，最后通過出風(fēng)口排出。

優(yōu)選地，無齒槽鐵芯包括環(huán)形部以及設(shè)在環(huán)形部外側(cè)的連接部，轉(zhuǎn)子組件的磁體位于環(huán)形部中，無齒槽鐵芯通過連接部與后蓋以及導(dǎo)風(fēng)板連接。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還包括：構(gòu)造一種吸塵器，包括機(jī)架以及設(shè)在所述機(jī)架中的根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)。

實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有以下的有益效果：本發(fā)明的風(fēng)機(jī)由于采用無齒槽鐵芯，故不會產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，無鐵芯齒損耗、諧波損耗小、無齒槽轉(zhuǎn)矩，因此，效率更高，運(yùn)行更平穩(wěn)。該風(fēng)機(jī)可以應(yīng)用在手持式吸塵上，可延長風(fēng)機(jī)壽命、提高效率、運(yùn)行更平穩(wěn)、降低噪音、提升產(chǎn)品負(fù)壓。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的立體示意圖。

圖2是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的爆炸圖。

圖3是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的后蓋的立體示意圖。

圖4是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的鐵芯的立體示意圖。

圖5、6分別是現(xiàn)有常見的鐵芯的正投影視圖。

圖7是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的定子繞組的立體示意圖。

圖8、9分別是現(xiàn)有常見的定子繞組的立體示意圖(定子繞組纏繞在鐵芯上)。

圖10是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的導(dǎo)風(fēng)件的立體示意圖。

圖11是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的葉輪的立體示意圖。

圖12是圖1中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的風(fēng)罩的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。在本發(fā)明的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“正面”、“背面”等術(shù)語僅是為了便于描述本發(fā)明的技術(shù)方案，而不是指示所指的裝置或元件必須具有特定的方位，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

【實(shí)施例一】

如圖1-4、7、10-12所示，本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)，包括定子組件1、轉(zhuǎn)子組件2以及與轉(zhuǎn)子組件2聯(lián)動的葉輪3；定子組件1包括機(jī)座11、無齒槽鐵芯12以及定子繞組13；轉(zhuǎn)子組件2包括可轉(zhuǎn)地設(shè)在定子組件1上的轉(zhuǎn)軸21以及可隨轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動地設(shè)在轉(zhuǎn)軸21上的磁體22。

無齒槽鐵芯12設(shè)有內(nèi)孔12a，定子繞組13上設(shè)有空腔13a，定子繞組13設(shè)在無齒槽鐵芯12的內(nèi)孔12a中，磁體22位于定子繞組13的空腔13a中；葉輪3位于機(jī)座11中，機(jī)座11上設(shè)有與葉輪3對應(yīng)的進(jìn)風(fēng)口11a，以供葉輪3通過進(jìn)風(fēng)口11a抽氣。無齒槽鐵芯12的內(nèi)孔12a用于容納定子繞組13，定子繞組13的空腔13a用于供轉(zhuǎn)子組件2在其中轉(zhuǎn)動。無刷無齒槽風(fēng)機(jī)的氣隙磁密可接近正弦波(諧波分量小)，更容易實(shí)現(xiàn)超高轉(zhuǎn)速(大于10萬轉(zhuǎn))。相對于采用例如圖5、6所示的現(xiàn)有常見的鐵芯，本發(fā)明的風(fēng)機(jī)由于采用無齒槽鐵芯12，故不會產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，無鐵芯齒損耗、諧波損耗小、無齒槽轉(zhuǎn)矩，因此，效 率更高，運(yùn)行更平穩(wěn)。該風(fēng)機(jī)可以應(yīng)用在手持式吸塵上，可延長風(fēng)機(jī)壽命、提高效率、運(yùn)行更平穩(wěn)、降低噪音、提升產(chǎn)品負(fù)壓。

其中，無刷是指本發(fā)明的風(fēng)機(jī)沒有碳刷，理論上轉(zhuǎn)子無需和外界有導(dǎo)體上的鏈接。在運(yùn)行過程中，無刷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是靠交流電的頻率決定的，所以頻率越高風(fēng)機(jī)可以轉(zhuǎn)得越快。在運(yùn)行過程中，同樣轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)的扭力是靠電調(diào)輸出的電流強(qiáng)度決定的，電流越大扭力可以越大。

進(jìn)一步地，定子繞組13為空心杯繞組，其由一個(gè)或幾個(gè)線圈按照一定的規(guī)律嵌裝布線組成線圈組，其包括環(huán)形的側(cè)壁，側(cè)壁包圍形成上述空腔13a，通電后形成不同極性的磁極。圖8、9示出了現(xiàn)有常見的定子繞組13，相對于現(xiàn)有風(fēng)機(jī)中常用的定子繞組13為沿鐵芯齒環(huán)繞的集中繞組，本發(fā)明的風(fēng)機(jī)的空心杯繞組，效率較高，運(yùn)行性能高。

定子繞組13與無齒槽鐵芯12的內(nèi)孔12a的內(nèi)側(cè)壁貼合，以使風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)更緊湊并便于在定子繞組13的空腔13a中設(shè)置轉(zhuǎn)子組件2。

優(yōu)選地，風(fēng)機(jī)的葉輪3為離心式葉輪3，即本發(fā)明的風(fēng)機(jī)為離心式風(fēng)機(jī)。相對于軸流式風(fēng)機(jī)，本發(fā)明的離心式的風(fēng)機(jī)所能形成的負(fù)壓更強(qiáng)。

定子組件1包括后蓋111、導(dǎo)風(fēng)件112和風(fēng)罩113，后蓋111、無齒槽鐵芯12、導(dǎo)風(fēng)件112和風(fēng)罩113從后向前依次相連，葉輪3位于導(dǎo)風(fēng)件112的前側(cè)并被風(fēng)罩113罩住，進(jìn)風(fēng)口11a開設(shè)在風(fēng)罩113上；導(dǎo)風(fēng)件112包括基體1121以及設(shè)在基體1121前側(cè)的若干導(dǎo)風(fēng)板1122，若干導(dǎo)風(fēng)板1122，基體1121上設(shè)有連通基體1121前后側(cè)的通風(fēng)口112a，導(dǎo)風(fēng)板1122以葉輪3為中心向通風(fēng)口112a延伸。導(dǎo)風(fēng)板1122用于使氣流的流動更順暢。

優(yōu)選地，后蓋111上設(shè)有連通后蓋111前后側(cè)的出風(fēng)口111a，當(dāng)葉輪3通過進(jìn)風(fēng)口11a將外部空氣吸入后，空氣依次經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)板1122、通風(fēng)口112a和無齒槽鐵芯12外側(cè)，最后通過出風(fēng)口111a排出。當(dāng)氣流經(jīng)過無齒槽鐵芯12外側(cè)外側(cè)時(shí)，能促進(jìn)無齒槽鐵芯12的散熱。

優(yōu)選地，無齒槽鐵芯12包括環(huán)形部121以及設(shè)在環(huán)形部121外側(cè)的連接部122，轉(zhuǎn)子組件2的磁體22位于環(huán)形部121中，無齒槽鐵芯12通過連接部122與后蓋111以及導(dǎo)風(fēng)件112連接，連接部122起到方便連接的作用。例如，無齒槽鐵芯12可以通過螺紋連接件連接部122與后蓋111以及導(dǎo)風(fēng)件112連接。具體而言，圖1-4、7、10-12示出的是一個(gè)三相無感無刷無齒槽超高速離心渦輪式風(fēng)機(jī)的實(shí)施例，其后蓋111和無齒槽鐵芯12由螺釘與導(dǎo)風(fēng)件112固定，葉輪3由鎖緊螺母與轉(zhuǎn)子組件2上的軸連接，空心杯繞組由環(huán)氧樹脂等絕緣膠固化在無齒槽鐵芯12內(nèi)孔12a上，風(fēng)罩113與導(dǎo)風(fēng)件112緊壓鉚合固定。

【實(shí)施例二】

本發(fā)明還公開了一種吸塵器，包括機(jī)架以及設(shè)在機(jī)架中的實(shí)施例一的無刷無齒槽風(fēng)機(jī)。該吸塵器由于使用了實(shí)施例一的刷無齒槽風(fēng)機(jī)，所以風(fēng)機(jī)壽命長、提高效率、運(yùn)行更平穩(wěn)、降低了噪音、提升了吸塵器所能產(chǎn)生的負(fù)壓。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。