專利名稱：直接驅(qū)動洗衣機的無刷直流電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直接驅(qū)動洗衣機的無刷直流電動機，具體地說是一種專用于洗衣機的外轉(zhuǎn)子三相無刷永磁直流電動機，適用于直接驅(qū)動的全自動的波輪式洗衣機和滾桶式洗衣機。
傳統(tǒng)洗衣機一般采用單相電容運行感應(yīng)電動機作為洗衣機的驅(qū)動電機。電容運行感應(yīng)電動機的運行效率很低，一般只有50％左右，又由于使用感應(yīng)電動機作驅(qū)動電機時，必需使用減速齒輪和皮帶輪，因此，運行效率就更低。于是，有人改用無刷直流永磁電動機作為洗衣機的驅(qū)動電機。無刷直流永磁電動機的運行效率很高，在90％以上，通過電子電路調(diào)速控制后，可以去掉減速齒輪和皮帶輪，實現(xiàn)直接驅(qū)動，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，其幅值會很大，必須采用大小槽來加以彌補。槽數(shù)多(Z=36)對于減小定位力矩有利，而定位力矩是電機電磁噪聲的最重要來源，槽數(shù)越多生產(chǎn)工藝越復(fù)雜，生產(chǎn)成本將會越高。極數(shù)多(P=24)電機的鐵耗增加。
本實用新型的目的針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種結(jié)構(gòu)簡單，成本造價低，效率高的直接驅(qū)動無刷直流電動機。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實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，本實用新型發(fā)明創(chuàng)造的要點是，轉(zhuǎn)子1的磁極數(shù)為P=20，定子鐵心2的槽數(shù)Z=21，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。本實用新型的霍爾傳感器也可以通過安裝在定子支架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。本實用新型具體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子1為碗形，定子2為空心圓環(huán)形，定子2和轉(zhuǎn)子1同軸，定子2通過軸系安裝在轉(zhuǎn)子1碗中，永磁體5粘貼在轉(zhuǎn)子1的內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子1和軸系之間有一塑料套20，傳感器10和11安裝在支架8上，支架8裝在定子2上表面，線圈繞在定子2的槽中。每一層硅鋼片的沖片14由三個形狀完全相同的120°扇型沖片15組成，120°扇型沖片的軛部有兩個通孔16，直徑為3-5mm，兩通孔間夾角為60°，對稱分布在扇型沖片的軛部，三張扇型沖片在一個平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，所以，圓環(huán)定子沖片有三個拼縫，為了減小拼縫對定子鐵心磁路的影響，在對每張圓環(huán)型定子沖片進(jìn)行碼片時，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，都順時針或反時針錯片60°。由于對稱性，經(jīng)過上述錯片迭起來的定子鐵心上仍保持有6個通孔16，再用定子鐵心上、下壓環(huán)17、18和細(xì)鐵棒穿過定子鐵心上的6個通孔，將定子鐵心鉚成一個整體。本實用新型也可以將每個扇型沖片軛部的兩個通孔改成位于軛部內(nèi)圓的兩個凹槽19，槽寬約3-6m，槽深約1-2mm。將此沖片按上述方法進(jìn)行60°錯片，再用定子鐵心上下壓環(huán)17、18壓緊后利用6個凹槽，將定子鐵心焊接成一個完整的定子鐵心。為了進(jìn)一步簡化定子鐵心加工，解決材料利用率問題，本實用新型也可以將上述每個扇型沖片軛部的兩個通孔16或位于軛部內(nèi)圓的兩個凹槽19，改成位于120°扇形沖片軛部內(nèi)圓的兩個沖壓成形的盲孔21，盲孔的直徑約2-3mm，盲孔的深度為1/2沖片厚度；兩個盲孔間夾角為60°；三張扇形沖片在一個平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，所以，圓環(huán)型定子沖片有三個拼縫，為了減小拼縫對定子鐵芯磁路的影響，在對每張圓環(huán)形定子沖片進(jìn)行碼片時，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時針或逆時針錯片60°角度，由于盲孔21分布的對稱性，經(jīng)過錯片迭起來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壓緊后通過注塑將定子鐵心塑壓成一個完整的定子鐵心。本實用新型轉(zhuǎn)子殼與機械傳動軸之間增加了一個工程塑料套20，由于工程塑料串聯(lián)在轉(zhuǎn)子鋼體和機械傳動軸之間，其彈性特性大大緩沖了諧波力矩的傳遞強度。改善了洗衣機整體的自由振蕩屬性，從而使洗衣機整體的噪聲水平又有所提高。
本實用新型結(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，電機出力大，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本實用新型原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實用新型定子原理結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實用新型磁鋼原理結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本實用新型磁鋼原理結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本實用新型扇型沖片原理結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本實用新型圓型沖片原理結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本實用新型圓型沖片原理結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本實用新型圓型沖片軛部定位盲孔示意圖。
圖9為本實用新型圓型沖片軛部定位盲孔示意圖。
圖10為本實用新型定子安裝示意圖。
圖11為本實用新型第二種實施例原理結(jié)構(gòu)圖。
實施例利用本實用新型技術(shù)實現(xiàn)一種專用于直接驅(qū)動洗衣機的外轉(zhuǎn)子三相無刷直流永磁電動機。該直流永磁電動機的轉(zhuǎn)子1的磁極數(shù)P為20，定子鐵心2的槽數(shù)Z為21，槽口3的寬度為3.5mm，所使用的位置傳感器是兩個方波輸出形式的霍爾開關(guān)；兩個霍爾開關(guān)在空間相位差是90°電角度，電機采用了均勻齒槽結(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)動洗衣機的無刷直流電動機，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)子外殼與機械傳動軸之間，轉(zhuǎn)子[1]磁極數(shù)P是20，定子鐵芯[2]的槽數(shù)Z是21；槽口[3]寬度為3.5mm，所使用的位置傳感器是兩個方波輸出型式的霍爾開關(guān)，兩個霍爾開關(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所述的電動機，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所述的電動機，其特征在于當(dāng)永磁體為粘接釹鐵硼磁鋼時，兩半徑差值是3-4mm；當(dāng)永磁體為鐵氧體磁鋼時，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，削角部分對應(yīng)的兩段直線或弧線的長度，分別為1/3內(nèi)圓總弧長，削角部分對應(yīng)的兩段直線或弧線分別與內(nèi)圓相交，弧長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所述的電動機，其特征在于第一層硅鋼片的沖片[14]是由三個形狀完全相同的120°扇形沖片[15]組成的，120°扇形沖片的軛部有兩個通孔[16]，直徑為3-5mm，兩通孔間夾角為60°，對稱分布在扇形沖片的軛部，三張扇形沖片在一個平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，在對每張圓環(huán)定子沖片進(jìn)行碼片時，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時針或逆時針錯片60°角度，由于對稱性，經(jīng)過錯片迭成的定子鐵心上仍保持有6個通孔[16]，再用定子鐵心上、下壓環(huán)[17]、[18]和細(xì)鐵棒穿過定子鐵心上的6個通孔，將定子鐵心鉚制成一個整體。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于每一個硅鋼片的沖片[14]是由三個形狀完全相同的120°扇形沖片[15]組成的，120°扇形沖片的軛部內(nèi)圓有兩個凹槽[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平面上構(gòu)成一張圓環(huán)型定子沖片，在對每張圓環(huán)型定子沖片進(jìn)行碼片時，從最低層一張圓環(huán)型定子沖片開始，每加迭一張圓環(huán)型定子沖片就順時針或逆時針錯片60°電角度，由于對稱性，經(jīng)過錯片迭起來的定子鐵心仍保持6個凹槽[19]，再用定子鐵心上下壓環(huán)[17]、[18]壓緊后利用6個凹槽，將定子鐵心焊接成一個完整的定子鐵心。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于每一個硅鋼片的沖片[14]是由三個形狀完全相同的120°扇形沖片[15]組成的，120°扇形沖片的軛部內(nèi)圓有兩個沖壓成形的盲孔[21]，盲孔的直徑約2-3mm，盲孔的深度約為定子沖片厚度的1/2，兩個盲孔間夾角為60°，三張扇形沖片在一個平面上構(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)型定子沖片就順時針或逆時針錯片60°電角度，由于盲孔[21]分布的對稱性，經(jīng)過錯片迭起來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]壓緊后通過注塑將定子鐵心焊接成一個完整的定子鐵心。
專利摘要本實用新型涉及一種直接驅(qū)動洗衣機的無刷直流電動機,適用于直接驅(qū)動的全自動的波輪式洗衣機和滾桶式洗衣機,本實用新型轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為P=20,定子鐵心的槽數(shù)Z=21;采用均勻齒槽結(jié)構(gòu),槽口寬度為3.5mm;使用兩個方波霍爾位置傳感器,轉(zhuǎn)子外殼與機械傳動軸之間增加了一個工程塑料套。本實用新型定位力矩小,噪聲低,性能穩(wěn)定,具有廣泛的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號H02K29/08GK2464008SQ0026829
公開日2001年12月5日 申請日期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 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)