專利名稱：具有6極36槽電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及具有6極36槽電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)。
背景技術(shù)：
用于水平軸洗衣機(jī)(HAW)的電動(dòng)機(jī)典型地需要寬的調(diào)速范圍，以便驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)在洗衣周期和脫水周期正常工作。為同時(shí)滿足低速洗滌和高速脫水的驅(qū)動(dòng)要求，滾筒洗衣機(jī)要求其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)必須有很高的調(diào)速范圍，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速比通常達(dá)30:1左右。洗滌期間電動(dòng)機(jī)工作于低轉(zhuǎn)速大扭矩狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通常為400rpm-800rpm。脫水期間電動(dòng)機(jī)工作于高轉(zhuǎn)速小扭矩狀態(tài)，通常電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為14000rpm-18000rpm。很多變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)以及皮帶驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍為500rpm-18000rpm，如此高的調(diào)速比要求電動(dòng)機(jī)至少有5倍、或更高的弱磁范圍。在定子直徑等于和小于6. 3英寸(160mm)的電動(dòng)機(jī)范圍內(nèi)，申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)了專利US20080203846A1對(duì)4極36槽電動(dòng)機(jī)在滾筒洗衣機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了保護(hù)。盡管4極36槽變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和磁鋼內(nèi)置式無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)都能滿足如此寬的調(diào)速要求，但4極36槽鋁線變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的洗滌效率最高僅為45%左右。而對(duì)于4極36槽永磁電動(dòng)機(jī)，由于要滿足脫水時(shí)大倍數(shù)的弱磁要求，結(jié)果其洗滌效率也不是很高，基本上為50%多一點(diǎn)兒。至于電動(dòng)機(jī)在高速時(shí)的噪音，由于齒槽效應(yīng)4極電動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生4倍頻的噪音，而脫水時(shí)電動(dòng)機(jī)一般運(yùn)行在15000rpm左右，此時(shí)的4倍頻聲音正好是人耳比較敏感的1000Hz左右。另外，對(duì)于滾筒洗衣機(jī)，現(xiàn)在市場(chǎng)批量使用的永磁電動(dòng)機(jī)為稀土銅線電動(dòng)機(jī)，效率高但價(jià)格昂貴，家電行業(yè)很難承擔(dān)，同時(shí)隨著能源的日趨緊張，高標(biāo)準(zhǔn)的洗衣機(jī)能耗標(biāo)準(zhǔn)及激勵(lì)政策即將推出。為此，在家電行業(yè)人們迫切要求能夠解決上述問題的高效率低成本、低噪音的電動(dòng)機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決以上問題，本實(shí)用新型提供了具有6極36槽電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)。使得由于極槽效應(yīng)而產(chǎn)生的噪音的中心頻率遠(yuǎn)離1000Hz，降低人耳對(duì)此聲音的敏感度，并且效率高、成本低。在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種洗衣機(jī)，包括衣物容器；轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為6極轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接到所述衣物容器，以便繞水平軸旋轉(zhuǎn)所述衣物容器；定子，所述定子為36槽定子，所述定子具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔容納與所述36槽定子處于電磁耦合關(guān)系的所述6極轉(zhuǎn)子。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子為6極輻條式鐵氧體永磁轉(zhuǎn)子。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的鐵芯和磁鋼通過塑料注射構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述轉(zhuǎn)子的兩端各形成一個(gè)塑料端環(huán)，以便轉(zhuǎn)子整體的
平衡去重。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述洗衣機(jī)還包含驅(qū)動(dòng)控制器，所述驅(qū)動(dòng)控制器通過所述定子驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子，以使得在脫水周期中所述轉(zhuǎn)子以至少HOOOrpm的速度旋轉(zhuǎn)，在洗衣周期中所述轉(zhuǎn)子以小于600rpm的速度旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述定子具有至少O. 63的內(nèi)徑與最小外徑比，以便適應(yīng)于弱磁比為至少5:1的弱磁調(diào)速。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子在磁極中心部位開有槽孔，以便注入塑料以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有用于與磁極和轉(zhuǎn)子轂連接的輻條帶，以實(shí)現(xiàn)形成磁路的轉(zhuǎn)子磁極部分與傳遞扭矩的轉(zhuǎn)子轂部分的機(jī)械連接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的磁鋼槽的外緣由鐵芯橋梁密封，以便降低高速時(shí)的噪音。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轂的外緣上設(shè)置有三角形齒，以便與注射的塑料結(jié)構(gòu)一起承擔(dān)扭矩傳遞。通過采用本實(shí)用新型的具有6極36槽電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)，6極電動(dòng)機(jī)極槽效應(yīng)可產(chǎn)生6倍頻振動(dòng)與噪音，這可使極槽噪音的中心頻率遠(yuǎn)離1000Hz，降低人耳對(duì)此聲音的敏感度。由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組不需要專門的塑料骨架，且繞線設(shè)備既便宜又普及，6極/36槽永磁電動(dòng)機(jī)可以分享與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)完全一樣的繞組及繞線下線設(shè)備，所以6極/36槽的鐵氧體鋁線永磁電動(dòng)機(jī)具備效率高成本低、人耳感覺噪音低的特點(diǎn)。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的水平軸洗衣機(jī)的框圖，其具有由6極36槽電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的衣物容器；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的定子的截面圖；圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的截面圖；圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的塑封轉(zhuǎn)子總成的端部視圖；圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的塑封轉(zhuǎn)子總成的側(cè)向視圖。
具體實(shí)施方式
在一實(shí)施例中，本實(shí)用新型提出了對(duì)6極電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的優(yōu)選設(shè)計(jì)，6極電動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生6倍頻振動(dòng)與噪音，這可使極槽噪音的中心頻率遠(yuǎn)離1000Hz，降低人耳對(duì)此聲音的敏感度。由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組不需要專門的塑料骨架，且繞線設(shè)備既便宜又普及，6極/36槽永磁電動(dòng)機(jī)可以分享與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)完全一樣的繞組繞制及下線設(shè)備，所以6極/36槽的鐵氧體鋁線永磁電動(dòng)機(jī)具備效率高成本低的特點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中,6極轉(zhuǎn)子與具有大于0. 63的內(nèi)直徑(ID)/最小外直徑(mOD)比的36槽定子的組合提供了 5:1或更大的弱磁范圍。這種直徑比也使磁通損失降低了 20%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型多種實(shí)施例，大的定子內(nèi)徑與外徑比(大于0. 63)的6極、36槽電動(dòng)機(jī)增加了扭矩密度、減小了工作電流。同時(shí)36槽也減小了繞組導(dǎo)線與槽周緣之間的熱阻。結(jié)果使得電動(dòng)機(jī)的散熱效果更好，溫度降低，并帶來(lái)了對(duì)于同樣的整體溫升使用較少銅線或較少鋁線的選擇。如此，對(duì)于同樣的扭矩，定子疊層的堆疊長(zhǎng)度能得到減小，同時(shí)，保持調(diào)速范圍和弱磁要求。減小的堆疊長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化為減小的重量、減小的勞動(dòng)和材料成本、減小的抵衡重量大小以及減小的運(yùn)輸成本。[0024]在圖1所示本實(shí)用新型一實(shí)施例中，水平軸洗衣機(jī)包含衣物容器100，其被支撐為繞水平軸H旋轉(zhuǎn)。用于驅(qū)動(dòng)衣物容器的電動(dòng)機(jī)包含6極轉(zhuǎn)子102 ;36槽定子104，其具有由驅(qū)動(dòng)控制器105通電的繞組。6極轉(zhuǎn)子例如通過驅(qū)動(dòng)軸連接到衣物容器，以便使衣物容器100繞著水平軸旋轉(zhuǎn)。定子104——其典型設(shè)計(jì)在圖2中示出——被配置為具有內(nèi)腔202，內(nèi)腔202具有內(nèi)直徑204。內(nèi)腔202容納6極轉(zhuǎn)子102，6極轉(zhuǎn)子102關(guān)于36槽定子104的繞組磁耦合。在通電時(shí)，繞組使得轉(zhuǎn)子102繞著水平軸H順時(shí)針和/或逆時(shí)針方向以多種速度旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)衣物容器100進(jìn)行攪拌和/或旋轉(zhuǎn)。定子104具有有著最小外直徑208的外周緣206。最小外直徑是在考慮定子外周緣的所有直徑時(shí)最小的。內(nèi)直徑204與最小外直徑208的比大于或等于O. 63:1，因此，將電動(dòng)機(jī)配置為以至少5:1的弱磁范圍運(yùn)行?？梢韵氲剑妱?dòng)機(jī)可以為受控感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，或?yàn)閮?nèi)永磁體電動(dòng)機(jī)。如上所述，在一個(gè)可選實(shí)施例中，定子可具有鋁繞組。在一個(gè)實(shí)施例中，在脫水周期中，定子104由驅(qū)動(dòng)控制器105通電，以便旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子102，從而繞水平軸H以至少HOOOrpm的速度驅(qū)動(dòng)衣物容器100，在洗衣周期中，定子104由驅(qū)動(dòng)控制器105通電，以便旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子102，從而以小于600rpm的速度驅(qū)動(dòng)衣物容器100。這意味著驅(qū)動(dòng)控制器以大約6:1的弱磁范圍運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。該驅(qū)動(dòng)控制器具有與4極馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器一樣的硬件結(jié)構(gòu)但驅(qū)動(dòng)軟體具有不同的頻壓曲線。圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子轂1，磁極2，與轉(zhuǎn)子轂和磁極連接的輻條帶3，用于傳遞扭矩的三角形齒4，用于注入塑料的槽孔5，磁鋼槽6和用于密封磁鋼槽6的外緣的鐵芯橋梁7。其中，在磁極中心部位開有槽孔5以用于注入塑料，從而加強(qiáng)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度，避免高速時(shí)轉(zhuǎn)子解體變形。設(shè)置有與轉(zhuǎn)子轂和磁極連接的輻條帶3，以實(shí)現(xiàn)形成磁路的轉(zhuǎn)子磁極部分與傳遞扭矩的轉(zhuǎn)子轂部分的機(jī)械連接。磁鋼槽6的外緣被鐵芯橋梁7密封，以便降低高速時(shí)的噪音。在轉(zhuǎn)子轂的外緣上設(shè)置的三角形齒4與注射的塑料結(jié)構(gòu)一起承擔(dān)扭矩傳遞。比較2極或4極電動(dòng)機(jī)，本實(shí)用新型的6極電動(dòng)機(jī)定子兩端的繞組包頭更小，致使漆包線利用率增高。本實(shí)用新型的36槽定子繞組繞線不需要特殊的繞線機(jī)，其繞組結(jié)構(gòu)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，可與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通用一樣的普通繞線機(jī)及工藝，降低了設(shè)備投資。本實(shí)用新型的大外徑轉(zhuǎn)子與小外徑轉(zhuǎn)子相比，具有更高的轉(zhuǎn)矩密度，因而電動(dòng)機(jī)用料少成本低。對(duì)于同樣的調(diào)速及弱磁范圍，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)具有更短的疊厚，從而導(dǎo)致更少的電動(dòng)機(jī)重量，更少的制作人、工材料成本，更少的平衡去重，更少的物流成本。 本實(shí)用新型的輻條式內(nèi)置磁鋼永磁電動(dòng)機(jī)是一種具有大磁鋼結(jié)構(gòu)的永磁同步電動(dòng)機(jī)，因此電動(dòng)機(jī)的效率高功率密度大。輻條式內(nèi)置磁鋼結(jié)構(gòu)至少具有以下兩個(gè)優(yōu)勢(shì)1.大的凸極系數(shù)，2.高磁通。大的凸極系數(shù)可增加磁阻扭矩，對(duì)低速與高速扭矩改善都有利。同時(shí)，大尺寸的磁鋼可產(chǎn)生大的磁通量,大的磁通量產(chǎn)生更大的電磁扭矩。除非另有說(shuō)明，這里介紹和示出的本實(shí)用新型的實(shí)施例的操作性能或執(zhí)行順序不是本質(zhì)性的。也就是說(shuō)，除非另有說(shuō)明，運(yùn)行可以以任何順序進(jìn)行，且本實(shí)用新型的實(shí)施例可包含除這里所公開以外的附加或較少的操作。例如，可以想到，在一操作之前、同時(shí)或之后執(zhí)行或運(yùn)行特定操作屬于本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)的范圍。在介紹本實(shí)用新型或其實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”、“所述”旨在表示存在一個(gè)或一個(gè)以上的該元件。術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”以及“具有”是包括性的，并旨在表示可能存在除所列元件以外的其它元件。由于在不脫離本實(shí)用新型的范圍的情況下可對(duì)上述構(gòu)造進(jìn)行多種修改，上面的說(shuō)明書所包含以及附圖所示的所有主題將被解釋為說(shuō)明性的，而不是限制性的。以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有多種變化和更改，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改或等同替換等均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種洗衣機(jī)，包括 衣物容器； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為6極轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接到所述衣物容器，以便繞水平軸旋轉(zhuǎn)所述衣物容器； 定子，所述定子為36槽定子，所述定子具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔容納與所述36槽定子處于磁耦合關(guān)系的所述6極轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子為6極輻條式鐵氧體永磁轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子的鐵芯以及磁鋼通過塑料注射構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，在所述轉(zhuǎn)子的兩端各形成一個(gè)塑料端環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，所述洗衣機(jī)還包含驅(qū)動(dòng)控制器，所述驅(qū)動(dòng)控制器通過所述定子驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子，以使得在脫水周期中所述轉(zhuǎn)子以至少HOOOrpm的速度旋轉(zhuǎn)，在洗衣周期中所述轉(zhuǎn)子以小于600rpm的速度旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述定子具有至少O.63的內(nèi)徑與最小外徑比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子在磁極中心部位開有槽孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有用于與磁極和轉(zhuǎn)子轂連接的輻條帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子的磁鋼槽的外緣由鐵芯橋梁密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轂的外緣上設(shè)置有三角形齒。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種洗衣機(jī)，包括衣物容器；轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為6極轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子連接到所述衣物容器，以便繞水平軸旋轉(zhuǎn)所述衣物容器；定子，所述定子為36槽定子，所述定子具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔容納與所述36槽定子處于磁耦合關(guān)系的所述6極轉(zhuǎn)子。本實(shí)用新型的洗衣機(jī)具有6極36槽電動(dòng)機(jī)的洗衣機(jī)，使得極槽噪音的中心頻率遠(yuǎn)離1000Hz，降低人耳對(duì)此聲音的敏感度，并且效率高成本低。
文檔編號(hào)D06F37/30GK202898810SQ20122057419
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者孫立杰, 李紅華, 焦炳甫 申請(qǐng)人:尼得科電機(jī)(青島)有限公司