CN103169423B - 一种具有可变频率谐振腔的电机仓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可变频率谐振腔的电机仓，包括电机罩、电机组件、电机壳、隔板式消声器和下部底板，所述电机罩的顶部设有吸入口，位于排气过滤器的外侧形成有一排气腔，所述电机壳上，在位于所述排气腔的上部由向所述电机壳外部突出的空腔形成一可变频率谐振腔，所述可变频率谐振腔的外壁为一软性末端。在所述电机壳侧壁上，位于所述可变频率谐振腔的下方与所述排气腔的交汇处设有隔板式消声器，所述隔板式消声器中，由多个自上而下布置的隔板形成了多个L型消声腔。本发明通过可随内外气压差变化而移动的软性末端，能够针对不同的工况进行消音。

Description

一种具有可变频率谐振腔的电机仓

技术领域

本发明涉及一种吸尘器电机，尤其涉及一种具有消声结构的吸尘器电机。

背景技术

一般来讲，吸尘器是通过设置在本体内部的风扇电机产生吸力，利用上述吸力吸入灰尘的装置。吸尘器是通过上述过程对地面或者地毯等进行灰尘清扫的电器。吸尘器电机是吸尘器的心脏，吸尘器电机的主要种类有：干吸吸尘器电机、干湿吸尘器电机。吸尘器电机由两部分构成：电机部分和风机部分，由于吸尘器电机对转速要求很高，一般在20000-30000转/每分钟，故电机主要采用的是串激类电机，又称为串励电机，串励电机是定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联，既可通直流又可通交流电，具有换向器换向的电动机，串励电机主要是有定子、转子、前、后端盖(罩)及散热风叶组成，定子有定子铁芯和套在极靴上的绕组组成，其作用是产生励磁磁通，导磁及支撑前后罩；转子有转子铁芯、轴、电枢绕组及换向器组成，其作用是保证并产生连续的电磁力矩，通过转轴带动负载做功，将电能转化为机械能；前后罩起支撑电枢，将定、转子连结固定成一体的作用，其中转轴、前、后罩要有足够的强度，以防电枢与罩发生共振现象，引起振动和危险，一般前、后罩内有滚动或滑动轴承。风机部分主要有两个主要部件，动叶轮和定叶轮，动叶轮主要是产生风，当动叶轮以20000-30000转/每分钟的高速进行旋转时，进风口处会产生负压形成真空，进而形成吸力；定叶轮，又称导风轮，主要作用是使得动叶轮产生的风量更加平顺的释放出去，定叶轮风道的好坏，直接影响吸尘器电机的效率。

吸尘器是生活的好帮手，但是吸尘器的噪声却令我们烦恼。吸尘器的噪声主要分为三大类，即振动噪声、气动噪声和电磁噪声，其中：固体的振动导致声能的产生和辐射，属于结构件噪声范畴；电磁噪声是由于电磁场的脉动，交变磁场力的相互作用而产生的噪声，主要由电机通电时各次气隙磁密谐波引起的电磁力波作用于电机结构所引起；由湍流和非定常流诱导的压力波动引起的流体流动诱导噪声，属于气动噪声范畴。

目前，振动噪声降噪措施主要包括：动力吸振、振动隔离、阻尼减振等方式减小振动，并通过吸声和隔声方法进一步降低由振动引起的噪声。电磁噪声降噪措施主要有：合理设爪极，形成正弦励磁场，减少谐波成份；选择适当的气隙磁密，以免浪费材料；选择合适的槽配合，避免出现低次力波；定、转子碰路对称均匀，迭压紧密，特别是定子线圈与定子之间要固定牢靠。而气动声源不易识别，有意义的区域一般在流体流动自身的内部，而且包含声源。这些噪声源在不断地生成或随流动在对流。

目前，还未见有可以针对电机的不同工作状态，通过谐振原理针对单频噪声进行消声的电机仓，图1是现有技术中一款无消声设计的电机仓，其中箭头示出了电机工作时，气流(也即声波传播)的方向。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种具有可变频率谐振腔的电机仓，通过可随内外气压差变化而移动的软性末端，能够针对不同的工况进行消音。

为了解决上述技术问题，本发明一种具有可变频率谐振腔的电机仓予以实现的技术方案是：包括电机罩、电机组件、隔振橡胶垫、电机壳、排气过滤器和下部底板，所述电机罩的顶部设有吸入口，位于所述排气过滤器的外侧形成有一排气腔，所述电机壳上，在位于所述排气腔的上部由向所述电机壳外部突出的空腔形成一可变频率谐振腔，所述可变频率谐振腔的外壁为一软性末端；在所述电机壳侧壁上，位于所述可变频率谐振腔的下方与所述排气腔的交汇处设有隔板式消声器，所述隔板式消声器中，由多个自上而下布置的隔板形成了多个L型消声腔；所述下部底板设有蜂窝结构；在所述电机组件进行驱动时，气流自吸入口经一折线形长流道从排气腔的出口排出，所述折线形长流道的流路是：自吸入口从电机组件的上端至电机组件的下端，然后上升至所述可变频率谐振腔，再经过所述可变频率谐振腔下方的所述隔板式消声器，最终通过排气腔至出口端。

进一步讲，当气流经过排气腔时，下部底板的蜂窝结构增加了声能量损耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于，电机不同工作状况下转速不同，声压级不同，若采用固定末端的谐振腔可能会因为工作状况的估计不足，不能作用到正确的频率；因此在本发明中的电机壳上不但设计有谐振腔，而且将谐振腔的末端设计为可随内外气压差变化而会发生位移的软性末端，该谐振腔的软性末端能够针对不同的工况进行消音，本发明中谐振腔的工作原理如图6所示。

本发明中通过在电机壳内壁上设置有隔板构成的L型消声器，其占用空间尺寸小，可以合理的利用电机壳的有限空间，而且针对单频噪声消音效果好。

本发明中通过在下部底板上设有蜂窝结构，该蜂窝结构的底板可以增加流过该表面声能量的消耗，从而起到消声的作用。

由于本发明具有上述谐振腔、L型消声器和蜂窝结构的底板，形成了折线型长流道，电机驱动后，气流自吸入口经该折线形长流道后下哦那个排气腔的出口排出，该折线形长流道不但增加了声能量损耗，而且还起到遮音降噪的效果。

总之，本发明具有可变频率谐振腔的电机仓整机噪声频谱平滑，声压值很低，并且没有单频音谐波，其测试结果见图7。

附图说明

图1是现有技术中一无消声结构的电机壳示意图；

图2是本发明具有可变频率谐振腔的电机仓的立体结构外形示意图；

图3是图2所示电机的剖视图；

图4是图2所示电机的分解结构示意图；

图5是本发明电机中隔板式消声器的横断面形状示意图；

图6是本发明中可变频率谐振腔的工作原理图；

图7是本发明电机整机噪声频谱曲线。

图中

1——电机罩 2——电机组件 3——隔振橡胶垫

4——电机壳 5——隔板式消声器 6——可变频率谐振器

7——下部底板 10——吸入口 20——排气腔

30——折线形长流道

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图2和图4所示，本发明一种具有可变频率谐振腔的电机仓，包括电机罩1、电机组件2、隔振橡胶垫3、电机壳4、隔板式消声器5和下部底板8，所述电机罩1的顶部设有吸入口10，位于所述排气过滤器5的外侧形成有一排气腔20。

所述电机壳4上，在位于所述排气腔20的上部由向所述电机壳外部突出的空腔形成一可变频率谐振腔6，如图2和图3所示，所述可变频率谐振腔6的外壁为一软性末端，即采用一软性背板作为该谐振腔的末端，如图4所示。

图6示出了本发明中可变频率谐振腔的工作原理，其中：P0代表大气压，P1、P2代表不同电机转速时电机仓内部气压，RPM1、RPM2代表不同电机转速，BPF1、BPF2代表不同电机转速情况下的电机扇叶掠过噪音；x代表不同电机电机仓内外气压差对应的弹性末端的型变量。

在所述电机壳4侧壁上，位于所述可变频率谐振腔6的下方与所述排气腔20的交汇处设有隔板式消声器5，所述隔板式消声器5中，由多个自上而下布置的隔板形成了多个横断面为L型的消声腔，图5示出了气流(即声波传播)通过该L型消声腔时，可以在有限的空间内实现消声的示意图。

在所述电机组件2进行驱动时，气流自吸入口10经一折线形长流道30从排气腔20的出口排出，所述折线形长流道的流路是：自吸入口10从电机组件2的上端至电机组件2的下端，然后上升至所述可变频率谐振腔6，再经过所述可变频率谐振腔6下方的所述隔板式消声器5，最终通过排气腔20至出口端，如图3中的箭头所示，将下部底板7设计为如图4中所示的具有蜂窝结构的底板，在气流通过此处再经过排气腔20时，下部底板7的蜂窝结构增加了声能量损耗。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种具有可变频率谐振腔的电机仓，包括电机罩(1)、电机组件(2)、隔振橡胶垫(3)、电机壳(4)和下部底板(7)，所述电机罩(1)的顶部设有吸入口(10)，位于电机壳(4)的下方形成有一排气腔(20)，

所述电机壳(4)上，在位于所述排气腔(20)的上部由向所述电机壳外部突出的空腔形成一可变频率谐振腔(6)，所述可变频率谐振腔(6)的外壁为一软性末端；

在所述电机壳(4)侧壁上，位于所述可变频率谐振腔(6)的下方与所述排气腔(20)的交汇处设有隔板式消声器(5)，所述隔板式消声器(5)中，由多个自上而下布置的隔板形成了多个L型消声腔；所述下部底板(7)设有蜂窝结构；

其特征在于：

在所述电机组件(2)进行驱动时，气流自吸入口(10)经一折线形长流道(30)从排气腔(20)的出口排出，所述折线形长流道的流路是：自吸入口(10)从电机组件(2)的上端至电机组件(2)的下端，然后上升至所述可变频率谐振腔(6)，再经过所述可变频率谐振腔(6)下方的所述隔板式消声器(5)，最终通过排气腔(20)至出口端。

2.根据权利要求1所述的具有可变频率谐振腔的电机仓，其特征在于，气流经过排气腔(20)时，下部底板(7)的蜂窝结构增加了声能量损耗。