CN103348564B - 改进的设备、马达或定子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于直接驱动式洗衣机中的马达。所描述的马达具有27个从环形环向外伸出的磁极。每一磁极与三相绕组中的一相绕组相关联。用于马达的转子具有36个面向内的永磁磁极。

Description

改进的设备、马达或定子
技术领域
本发明涉及电马达及用于此种马达的磁体元件，且尤其涉及具有外部转子的马达，这类马达用作家用洗衣机或其他装置的主驱动马达。
背景技术
本发明涉及专门用在洗衣机中的马达。这种马达包括带有径向延伸定子磁极的内部定子和带有面向内的转子磁极的外部转子。在转子磁极与定子磁极的比率为4：3的马达中，为了与直接驱动式洗衣机一起使用，已典型的是有超过30个的定子磁极。
发明内容
本发明的目的是提供定子、包括所述定子的马达、或者包括所述马达的洗衣机，以上各者对现有技术加以改进或将至少向公众或行业提供有用的选择。
在一个方面中，可以广泛地说，本发明包括一种定子，所述定子包括：由透磁材料构成的芯体，所述芯体包括环形环，该环形环的内圆周在120mm直径与250mm直径之间，并且宽度在5mm与15mm之间，24个或27个辐射状延伸的磁极围绕所述环形环的圆周间隔开，所述磁极从所述环形环向外延伸15mm与40mm之间的距离；三相绕组，每一绕组包括被布置在三分之一的磁极芯体上的多个线圈，所述绕组布置在所述磁极芯体上，使得每一个所述磁极芯体仅与一个所述绕组相关联，且这一个所述绕组不同于与紧邻的两个所述磁极芯体中的每一个相关联的绕组，所述紧邻的两个所述磁极芯体与不同的绕组相关联；绝缘体，所述绝缘体使所述磁极芯体与所述绕组绝缘。
根据另外的方面，芯体的深度在10mm与35mm之间。
根据另外的方面，环形环至少大部分由绝缘体封装。
根据另外的方面，在磁极芯体及环形环之上的绝缘体是经包覆模制的塑料材料。
根据另外的方面，环形环的内圆周的直径在150mm与230mm之间。
根据另外的方面，环形环的内圆周的直径在200mm与220mm之间。
根据另外的方面，环形环的宽度在5mm与10mm之间。
根据另外的方面，环形环的宽度在7mm与10mm之间。
根据另外的方面，环形环的深度或厚度在12mm与15mm之间。
根据另外的方面，环形环的深度或厚度在17mm与23mm之间。
根据另外的方面，芯体包括叠片的至少一个堆叠体，每一个叠片位于的平面与环形环的平面大致平行。
根据另外的方面，叠片的堆叠体包括从钢条的螺旋线圈形成的堆叠体，以使得堆叠体中的每一层包括所述螺旋中的一匝圈(turn)。
根据另外的方面，钢条包括形成环形环的带及形成磁极芯体的延伸部分。
根据另外的方面，叠片的堆叠体包括多个堆叠体，所述多个堆叠体在其端部处接合，每一堆叠体包括环形环的区段及一个或多个延伸的磁极芯体。
根据另外的方面，环形环的每一区段与环形环的相邻区段在邻接的端部处通过互锁形状连接(例如鸠尾形接合处)。
根据另外的方面，每一区段包括多个径向延伸的磁极芯体。
根据另外的方面，定子包括27个径向延伸的磁极芯体，且所述芯体包括6个堆叠体：3个堆叠体各自具有5个径向延伸的磁极芯体，且3个堆叠体各自具有4个径向延伸的磁极芯体。
根据另外的方面，定子仅具有27个径向延伸的磁极芯体。
根据另外的方面，定子包括用于将定子安装到机器的多个紧固部位，每一紧固部位在芯体的环形环的外面之内沿径向以一定距离定中，所述距离大于磁极芯体延伸超过环形环的外面的长度。
根据另外的方面，用于将定子紧固到机器的紧固部位的中心与定子的中心相距超过40mm。
根据另外的方面，紧固部位与定子的中心相距在40mm与80mm之间。
根据另外的方面，紧固部位与定子的中心相距在50mm与75mm之间。
根据另外的方面，紧固部位与定子的中心相距在60mm与70mm之间。
根据另外的方面，定子包括隔膜部分，该隔膜部分从环形环向内延伸以占据环的周长内的区域，且包括紧固部位。
根据另外的方面，紧固部位包括穿过隔膜部分的孔口。
根据另外的方面，隔膜部分是环形的，且占据从安装部位向内间隔开的圆形孔口与环形环之间的区域。
根据另外的方面，隔膜包括在安装部位与环形环之间的区域中的至少一个大致截头圆锥形表面。
根据另外的方面，隔膜包括在安装部位与环形环之间的至少两个大致截头圆锥形部分，所述截头圆锥形部分接合以形成圆形的脊部(当从定子的一侧来看)及凹陷部(当从定子的另一侧来看)。
根据另外的方面，脊部或凹陷部的高度小于环形环的高度。
在另外的方面中，可以广泛地说，本发明包括一种定子，所述定子包括：透磁材料制成的芯体，所述芯体包括环形环，所述环形环的内圆周在120mm直径与250mm直径之间，且宽度在5mm与15mm之间，多个辐射状延伸的磁极围绕环形环的圆周间隔开，所述磁极从环形环向外延伸15mm与40mm之间的距离；三相绕组，每一绕组包括被布置在三分之一的磁极芯体上的多个线圈；绝缘体，所述绝缘体使磁极与绕组绝缘；多个安装点，所述多个安装点用于将定子安装到机器，每一安装点在芯体的环形环的外面之内沿径向以一定距离定中，所述距离大于磁极芯体延伸超过环形环的外面的长度，且所述安装点与定子的中心相距超过40mm。
根据另外的方面，用于将定子固定到机器的紧固部位的中心与定子的中心相距超过40mm。
根据另外的方面，紧固部位与定子的中心相距在40mm与80mm之间。
根据另外的方面，紧固部位与定子的中心相距在50mm与75mm之间。
根据另外的方面，紧固部位与定子的中心相距在60mm与70mm之间。
根据另外的方面，定子包括隔膜部分，该隔膜部分从环形环向内延伸以占据环的周长内的区域，且包括紧固部位。
根据另外的方面，紧固部位包括穿过隔膜部分的孔口。
根据另外的方面，隔膜部分是环形的，且占据从安装部位向内间隔开的圆形孔口与环形环之间的区域。
根据另外的方面，隔膜包括在安装部位与环形环之间的区域中的至少一个大致截头圆锥形表面。
根据另外的方面，隔膜包括在安装部位与环形环之间的至少两个大致截头圆锥形部分，所述截头圆锥形部分接合以形成圆形的脊部(当从定子的一侧来看)及凹陷部(当从定子的另一侧来看)。
根据另外的方面，脊部或凹陷部的高度小于环形环的高度。
在另外的方面中，可以广泛地说，本发明是包括一种用于洗衣机中的马达，所述马达包括：如上所述的定子；与所述定子同心的转子，所述转子具有在所述定子之外的永磁体环和面向所述定子磁极的端部的转子磁极。
根据另外的方面，转子包括：多个磁体元件，所述磁体元件具有两个侧向边缘，每一磁体元件具有以各向异性对齐的磁域以形成域对齐模式，所述多个磁体经布置以形成具有内面及外面的永磁体环；刚性支撑件，所述刚性支撑件将所述磁体元件保持在所述环布置中，其中每一磁体元件中的磁域对齐模式的取向横越该磁体元件的至少一部分在该磁体元件的侧向边缘之间、从具有在该磁体元件的磁极处的主要径向分量的取向到具有在该磁体元件的一个侧向边缘处的至少一些切向分量的取向基本上连续地变化，其中磁体元件经磁化以产生合成磁通量场。
根据另外的方面，一个或多个磁体元件具有在每一侧向边缘与前边缘相交处的斜面，其中前边缘是在转子的内面处的边缘。
根据另外的方面，在两个侧向边缘处，磁域对齐模式的取向具有主要的切向分量，所述切向分量导致磁域对齐模式具有相对于侧向边缘呈至少15度的取向。
根据另外的方面，取向在磁体元件上基本上非线性地变化。
根据另外的方面，合成磁通量场的磁极具有围绕环间隔开的交变极性，所述磁极相对于永磁体环径向对齐，其中永磁体环的合成磁通量场横跨在具有相反极性的相邻磁极之间，且所述合成磁通量场在所述磁极之间经聚焦以延伸到由内面限定的边界之外，但保持至少部分地限制在由永磁体环的外面限定的边界内。
根据另外的方面，在相邻磁极之间延伸超过由永磁体环磁体元件的内面限定的边界的合成磁通量场的部分具有连续变化的取向，其中：在磁极之间，所述取向从具有在磁极处的主要径向分量的取向变化到具有在磁极之间的中点处的主要切向分量的取向，并且从内面径向延伸，所述取向从具有在内面处的主要径向分量的取向变化到具有与内面相距一定距离的渐增切向分量的取向。
在另外的方面中，可以广泛地说，本发明包括一种洗衣机，所述洗衣机包括如上所述的电子整流马达，所述定子与洗衣机的非旋转桶或壳体联接，所述转子联接到洗衣机的旋转筒。
根据另外的方面，洗衣机是顶加载式洗衣机，包括：外包装、悬挂在外包装中的桶、以及桶中的旋转筒。
根据另外的方面，洗衣机是水平轴线型机器，包括：外包装、旋转筒壳体、以及在壳体中的旋转筒。
根据另外的方面，洗衣机是具有顶加载式入口的水平轴线型机器，包括：外包装、桶、以及桶中的旋转筒。
本说明书已参考专利说明书、其他外部文件或其他信息源，这总体上出于提供用于论述本发明特征的上下文内容的目的。除非另有明确说明，对所述外部文件的参考不应理解为承认所述文件或所述信息源在任何法律方面是现有技术或形成现有技术中公知常识的部分。
本说明书中使用的术语“包括(comprising)”意味着“至少部分地由…组成”。相关术语(例如“包括(comprise)”和“包括(comprised)”)应以相同方式解释。
本文中所披露的数字范围(例如，1到10)的引用并入了对在所述范围内的全部有理数(例如，1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9及10)的引用，且还并入了对所述范围内的有理数的任一范围(例如，2到8、1.5到5.5及3.1到4.7)的引用。
对于熟悉本发明相关技术的人员，在本发明的构造方面及广为不同的实施例及应用方面的许多改变将教导所述变化未脱离如附随权利要求书中所限定的本发明的范围。本文中的公开内容及描述是完全说明性的并在任何意义上不意在限制。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的定子的透视图。
图2是从图1的定子下方看的平面图。
图3是图2的定子的侧视图。
图4是通过图3的线BB的剖视图。
图5是通过图4的线CC的剖视图。
图6是适用于图1的定子的层叠式芯体的平面图。
图7是适用于图1的定子的替代性层叠式芯体的平面图。
图8是从适合与图1的定子一起使用(适应于转子磁极的数量)的转子的一侧看的透视图。
图9是从另一侧看的图8的转子的透视图。
图10是适合与图1的定子一起使用(适应于转子磁极的数量)的另一转子的透视图。
图11是适合与图1的定子一起使用(适应于转子磁极的数量)的另一转子的透视图。
图12展示可并入根据本发明的定子和/或马达的竖直轴线类型的洗衣机的示意性剖视图。
图13展示可并入根据本发明的定子和/或马达的具有前入口的水平轴线型洗衣机的示意图。
图14展示可并入根据本发明的定子和/或马达的具有顶部或倾斜入口的水平轴线型洗衣机的示意图。
图15展示可并入根据本发明的定子和/或马达的具有倾斜入口的水平轴线型洗衣机的示意图。
图16是现有技术定子的透视图。
图17是现有技术转子的透视图。
具体实施方式
根据本发明的一个实施例的定子图示于图1到图5中。
定子100具有27个磁极102。定子从总体上包括环形环部分104、在环部分内的安装部分106、以及从环形环部分104的外面径向延伸的多个磁极102。
在构造方面，定子从总体上包括透磁芯体108、围绕芯体或围绕大部分芯体的绝缘体结构、以及布置在磁极102上的导电绕组。
在所示实施例中，绝缘结构包括被包覆模制于透磁芯体之上的塑料层。被包覆模制的塑料层至少覆盖芯体的支撑并定位导电绕组的那些部分。在所示实施例中，塑料覆盖所有径向延伸的磁极芯体，除了外端表面118以外。在替代性实施例中，绝缘塑料还可覆盖磁极芯体的端表面。
在定子的环形环部分处，孔或局部孔110可延伸穿过塑料。这些孔可以源自用于在模制处理期间将定子芯体保持在适当部位的销或其他定位装置。
透磁芯体108可由任何合适材料形成，例如包括烧结铁氧体粉末，但最优选地是从钢叠片形成。一般情况下，层叠的钢的叠片所位于的平面大致平行于定子的环形环的平面。图4的平面图图示叠片的轮廓形状，图5的剖视图图示叠片的边缘。
叠片钢例如可以是具有约7w/kg的标称损耗的、经完全处理的、非定向增益叠片钢。
对芯体加以包覆模制的塑料材料可为任何合适的塑料。举例来说，一种合适的材料是由Dupont Corporation以“CRASTIN”销售的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。
定子安装部分106包括以112总体指代的安装部位。在所示实施例中，每一紧固部位112包括紧固孔114。紧固孔114可以是经开槽处理的，或者大于要穿过紧固孔的紧固件的外侧直径。这就允许在将紧固有定子的机器中的制造公差。
除了紧固部位112外，安装部分106可包括定位部分116。定位部分116可设置用于将定子与马达轴同心地对齐。举例来说，定位部分116可包括在定子中心处的圆形开口120。开口120的唇部或边沿122可定位于轴承壳体或支撑驱动轴的轴承的对应特征构件上。
紧固部位112(具有紧固孔114)位于在开口120与环形环部分104之间的安装部分106中。在所示实施例中，这些紧固部位及紧固孔以与定子的中心相距超过40mm的距离而定中。在一些实施例中，这些紧固部位及紧固孔可以以与定子中心相距超过45mm、与定子中心相距超过50mm、与定子中心相距超过55mm、与定子中心相距超过60mm及优选地与定子中心相距超过65mm或与定子中心相距约68mm的距离而定中。
安装部位及紧固孔114从芯体108的环形环部分111的外面以一定的距离定中，所述距离大于芯体108的径向延伸磁极部分109延伸超过芯体108的环形环部分的外面的距离。举例来说，在一个实施例中，紧固孔可以以与芯体108的环形环部分的外面相距超过30mm、与定子芯体环形环部分的外面相距超过32mm、超过34mm及优选地超过35mm的距离而定中。然而，磁极部分可从芯体108的环形环部分的外面延伸少于30mm，且最优选地少于27mm。在其他实施例中，磁极部分可从环形环的外面延伸超过30mm，例如达40mm，在这种情况下，紧固孔可与环形环的外面相距超过40mm。磁极部分可从环形环之上的外面延伸远小于30mm，例如，仅15mm。
在平面图中，每一磁极部分具有T形形状，所支撑的每一磁极部分的横杆部分通过每一磁极部分的主干部分与定子的环形环部分间隔开。
定子的安装部分106可完全由塑料形成。安装部分106可随芯体108的包覆模制在一个操作中形成。
安装部分可包括与定子的环形环部分同心的一个或多个截头圆锥形部分。所示定子包括内截头圆锥形部分124和外截头圆锥形部分126。截头圆锥形部分124及126一起形成圆形的脊部128(当从图1所示的定子的一侧观察时)及圆形的凹陷部130(当从图2所示的定子的另一侧观察时)。
定子的总直径132可约为280mm。在其他实施例中，直径可在320与270之间、在290与270之间或在290与240之间。
定子芯体的环形环部分的宽度134可约为9mm。在其他实施例中，定子芯体的环形环部分的宽度可在5mm与15mm之间。
定子芯体108的外面的直径131可以约208mm。在其他实施例中，直径可在230mm与190mm之间，或在250mm与120mm之间。
紧固部位与定子中心相距的径向距离133可约为68mm。在其他实施例中，径向距离可以在40mm与80mm之间。
塑料绝缘体在径向伸出的磁极芯体的区域中的厚度可约为1.5mm。安装部分106在安装部位112附近的厚度可以约4mm，且在邻近定子的环形部分104的地方大约为3mm。在截头圆锥形部分124及126的区域中，安装部分106的厚度可以约2mm。
优选地，马达经缠绕以使得每一伸出磁极包括不连续的导体线圈，其中每一磁极与马达的三相绕组其中之一相关联。由此，每一相绕组与三分之一的定子磁极相关联。
与特定相绕组相关联的每一磁极的线圈串联连接。相绕组的线圈可从单个连续导体缠绕而成，该导体形成串联中的每一相应磁极的线圈。
在附图中，绕组的线圈图示为非定形材料块。这是为了简化说明。实际上，每一个图示的块是导体线圈。导体的额外部分(未图示)与特定相绕组的线圈互连。导体与线圈互连的这些部分位于环形环部分104附近。引导柱127的框架125及支撑表面129有助于布置导体的互连部分。根据此布置，各相绕组的导体的第一端部一起终结于连接器117处。各相绕组的导体的第二端部一起终结于连接器119处。在马达的不同电气构造中，优选的是成对的端部终结在一起。在马达的一个电气布置中，多相绕组以星型构造连接。在此构造中，三个绕组中的每一个绕组的端部在公共连接器117处连接在一起。
参照图6和图7，图示了根据制造叠片堆叠体的不同方法的替代性芯体。在图6所示的布置中，定子芯体包括从沿边缘螺旋地缠绕的条带形成的叠片。条带以规则的间隔包括带部分602和径向延伸的磁极部分604。当条带沿边缘缠绕时，磁极部分略微地张开。并且，条带的匝圈堆叠起来以形成层叠的定子芯体。匝圈的螺旋式堆叠体可通过多个铆钉608或者通过将下冲压部分(未图示)互锁而紧固，在所述下冲部分中，每一层条带的小突起经冲压进入下一层中的凹槽内，所述凹槽通过向下冲压所述层中的小突起而形成。经螺旋缠绕的条带的一个端部606位于堆叠体的顶部上。经螺旋缠绕的条带的另一个端部位于堆叠体的底部上。
图7图示替代性实施例，其中芯体是由叠片的多个堆叠体形成。叠片的每一堆叠体包括定子芯体的环形环部分的区段702或704、以及多个径向延伸的磁极芯体部分706。
对于具有27个磁极的定子，芯体优选地包括3个各自具有5个磁极芯体的叠片堆叠体及3个各自具有4个磁极芯体的叠片堆叠体。5磁极堆叠体710及4磁极堆叠体708可经组装以形成定子芯体，其中堆叠体708和堆叠体710围绕定子芯体交替。各个叠片堆叠体可以以任何合适的方式接合。举例来说，多个堆叠体可为被对头焊接(butt－welded)，或它们可以仅通过经包覆模制的塑料绝缘层而约束在适当位置并彼此邻接地保持在一起。然而，优选地，所述堆叠体在环形环部分702、704的对接端部处通过互连形状接合。举例来说，互锁形状可形成鸠尾形连接。
每一堆叠体内的叠片可以被铆接，或以其他方式紧固在一起。举例来说，所述叠片可通过粘合剂或以一些临时方式紧固直到塑料包覆模制处理，或所述叠片可通过多层叠片之间的被适当冲压的连接部互锁。
叠片堆叠体的高度可根据马达的扭矩要求变化。举例来说，叠片堆叠体的高度可在10mm与35mm之间，视马达的输出要求而定。
叠片堆叠体的每一叠片厚度可约为0.5mm。举例来说，27层的叠片堆叠体将具有13.5mm的定子芯体厚度。38层的堆叠体将具有19mm的定子芯体厚度。
发明者已发现要用于洗衣机应用中的所描述的定子提供比图16和图17所示(并标记为“现有技术”)的传统定子低的噪声，并且旋转速度高达1600rpm。
所描述的定子要与外部转子一起使用，所述外部转子具有向内面向定子的磁极端部的外面的磁体环。举例来说，转子图示于图8到图11中。在使用中，定子固定在机器上，并且机器的轴穿过定子安装部分的内孔口120。转子被紧固至所述轴。
定子要用于这样的马达，即，该马达具有的转子磁极与定子磁极的比率为4:3。因此，与如图所示的27个磁极定子一起使用的转子应具有36个磁极。作为替代，发明者认为具有24个磁极的定子可实现所描述定子的一些益处。对应转子将具有32个磁极。
参照图8到图11，转子36包括若干个硬铁氧体或钕铁硼永磁元件37，其经布置以形成这些元件的永磁体环38。永磁元件37还可由硬铁氧体及钕铁硼材料或其他磁性材料(例如但不限于钐钴)的掺合物组成。或者，永磁元件37可包括这些磁体材料及塑料材料的掺合物。磁性材料环38可由刚性转子支撑件或壳体39支撑。这可包括具有塑料座的经包覆模制的塑料环形环。或者，壳体可包括压制钢39a(如在图10的转子中)，而磁性元件被附接在其中。可选地，可以提供单件或多件或多层的层叠的垫环40(参见图8)，以便增加由磁性材料产生的合成磁通量场。优选地，永磁材料环38具有仅大于定子的外侧直径的内部直径。组合实现了在2.5mm与0.5mm之间的空气间隙。每一分段(及所述环)的厚度优选地小于20mm。熟悉此项技术的人员将理解，在用于洗衣机马达中的转子36的构造上存在许多可以的变化。
图8和图9展示大体上用于示范性目的的仅一个可能性。图10和图11展示替代性的可能的转子。
可能的转子构造的进一步细节在申请人的美国专利5040285、申请人的PCT国际公开WO2009/017430、申请人的待决的美国专利申请US61/358746中有所描述。各申请的全部内容通过引用的方式并入在此。优选的马达具有4:3的磁体与定子磁极的比率。图示于图10和图11中的转子磁体的数量是说明性的，仅为证实转子/定子的物理性质。磁体的实际数量可以是不同的。如申请人的WO2009/017430中所描述地，转子36可经磁化以产生与标准海尔贝克(Halbach)阵列所产生的磁通量场相同或类似的海尔贝克型合成磁通量场。
如WO2009/017430中所描述，转子中的每一永磁元件37可以如此制造，使得该元件包括预对齐到磁域对齐模式中的磁域。术语“磁域对齐模式”是指由于制造处理而出现的磁域41的取向。多个磁体元件可布置在一起，以形成具有预对齐磁域的磁性材料，在随后通过磁化模式对磁体材料加以磁化时，所述预对齐磁域使得能够产生海尔贝克型合成磁通量场。这种磁体元件的环可经组装以产生转子的永磁体环。所述永磁体环可经磁化以具有海尔贝克型合成磁通量场。该磁通量场比起用同一磁通量场对各向同性的或径向对齐的各向异性的磁性材料加以磁化的情况更强。具有海尔贝克型合成磁通量场的转子是理想的场，以便产生转子的改进操作特性。
永磁体环的磁体元件可与转子的曲率相应地弯曲。
“海尔贝克型”是指与由传统海尔贝克阵列磁体布置产生的磁通量场相同或类似的合成磁通量场。术语“磁化模式”是指用于根据域对齐模式激励磁体元件以使得磁体变得磁化的外部磁通量场。术语“合成磁通量场”是指在制造、组装及磁化后存在于磁体元件(及在可适用情况下的周围结构)中的磁通量场。
在WO2009/017430中阐述涉及磁体元件的进一步细节、替代物或选择，所述磁体元件可在用于本文中的马达的转子的一些实施例中使用。
本发明的一个实施例可以包括具有如上所描述的马达的洗衣机，或另一实施例可以包括马达本身或定子本身。或者，马达或定子可用于另一应用中，例如，发电设备。
使用所描述的马达的洗衣机可采用许多形式中的一种形式。举例来说，参照图12，一个实施例包括顶加载式洗衣机，所述顶加载式洗衣机具有外包装、以及悬挂在所述包装内的桶。具有穿孔壁的旋转筒安置在悬挂桶中，并可在所述悬挂桶内旋转。包括先前所期望的定子及转子的马达经由旋转轴与旋转筒联接。马达可由控制者操作，以便使旋转筒旋转并振荡来进行衣物的清洗。本发明已发现所描述的马达定子相对于具有类似尺寸、重量及输出的现有技术定子而言较不易受到谐振的影响。这些可使得马达能够从总体上更为便宜，或者能够以更少的噪声操作。
参照图13，另一实施例包括前加载式水平轴线型洗衣机，该洗衣机具有外包装、以及悬挂在外包装中的旋转筒壳体。旋转筒安置在旋转筒壳体中，并可在旋转筒壳体内旋转。门提供通向旋转筒的入口，用于引入或移除要清洗的衣物。可以设置垫圈以提供在门与旋转筒之间的密封。转子经由旋转轴与旋转筒联接，且定子与桶的后部联接。马达可由控制者操作，以使旋转筒旋转并振荡来进行衣物的清洗。本发明已发现所描述的马达定子相对于具有类似尺寸、重量及输出的现有技术定子而言较不易受到谐振的影响。这些可使得马达能够从总体上更为便宜，或者能够以更少的噪声操作。
参照图14，另一实施例包括顶加载式或倾斜入口式水平轴线型洗衣机。洗衣机具有外包装、以及悬挂在外包装内的桶。旋转筒可在桶内旋转。可通过旋转筒顶部中的开口从该筒引入和取出衣物。包括先前所期望的定子及转子的马达布置成经由旋转轴驱动旋转筒。马达可由控制者操作，以使旋转筒旋转并振荡来进行衣物的清洗。本发明已发现所描述的马达定子相对于具有类似尺寸、重量及输出的现有技术定子而言较不易受到谐振的影响。这些可使得马达能够从总体上更为便宜，或者能够以更少的噪声操作。
图15展示倾斜加载式水平轴线型洗衣机。洗衣机具有外包装、以及悬挂在外包装内的桶。旋转筒可在桶内旋转。可通过使旋转筒倾斜而从该筒引入和取出衣物。包括先前所期望的定子及转子的马达经由旋转轴驱动旋转筒。马达可由控制者操作，以使旋转筒旋转并振荡来进行衣物的清洗。本发明已发现所描述的马达定子相对于具有类似尺寸、重量及输出的现有技术定子而言较不易受到谐振的影响。这些可使得马达能够从总体上更为便宜，或者能够以更少的噪声操作。
将理解，图12到图15仅展示洗衣机的四个实例，所述洗衣机可利用具有含有以上述方式产生的磁性元件的转子的马达。本发明的其他实施例可包括通过如上所描述的马达操作的其他洗衣机。

Claims (38)

1.一种用在洗衣机中的马达，包括：
定子，包括：
透磁材料制成的芯体，所述芯体包括：环形环，所述环形环的内圆周在120mm直径与250mm直径之间，并且宽度在5mm与15mm之间；27个辐射状延伸的磁极，这些磁极围绕所述环形环的圆周间隔开，所述磁极从所述环形环向外延伸15mm与40mm之间的距离；
三相绕组，每一绕组包括多个线圈，这些线圈布置在三分之一的所述磁极的磁极芯体上，所述绕组布置在所述磁极芯体上，使得每一磁极芯体仅与一个绕组相关联，且这一个绕组不同于与紧邻的两个磁极芯体中的每一个相关联的绕组，所述紧邻的两个磁极芯体与不同的绕组相关联；
绝缘体，所述绝缘体使所述磁极与所述绕组绝缘，
与所述定子同心的转子，该转子具有在所述定子外侧的永磁体环，并具有面向所述定子的磁极的端部的转子磁极，其中，转子磁极与定子磁极的比率是4:3。
2.根据权利要求1所述的马达，其中，所述芯体具有在10mm与35mm之间的深度。
3.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环至少大部分由绝缘体封装。
4.根据权利要求3所述的马达，其中，在所述磁极芯体与所述环形环之上的所述绝缘体为经包覆模制的塑料材料。
5.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环的内圆周的直径在150mm与230mm之间。
6.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环的内圆周的直径在200mm与220mm之间。
7.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环的宽度在5mm与10mm之间。
8.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环的宽度在7mm与10mm之间。
9.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环的深度或厚度在12mm与15mm之间。
10.根据权利要求1所述的马达，其中，所述环形环的深度或厚度在17mm与23mm之间。
11.根据权利要求1所述的马达，其中，所述芯体包括叠片的至少一个堆叠体，每一叠片位于的平面大致平行于所述环形环的平面。
12.根据权利要求11所述的马达，其中，所述叠片的堆叠体包括从钢条的螺旋线圈形成的堆叠体，以使得所述堆叠体中的每一层包括所述螺旋线圈中的一匝圈。
13.根据权利要求12所述的马达，其中，所述钢条包括形成所述环形环的带、以及形成所述磁极芯体的延伸部分。
14.根据权利要求11所述的马达，其中，所述叠片的堆叠体包括多个堆叠体，所述多个堆叠体在其端部处接合，每一堆叠体包括所述环形环的区段、以及一个或多个延伸的磁极芯体。
15.根据权利要求14所述的马达，其中，所述环形环的每一区段与所述环形环的相邻区段通过在邻接端部处的互锁形状连接。
16.根据权利要求14或15所述的马达，其中，每一区段包括多个径向延伸的磁极芯体。
17.根据权利要求16所述的马达，其中，所述芯体包括6个区段，所述6个区段中的3个区段各自具有5个径向延伸的磁极芯体，并且所述6个区段中的另外3个区段各自具有4个径向延伸的磁极芯体。
18.根据权利要求1所述的马达，其中，所述定子包括用于将所述定子安装到机器的多个紧固部位，每一紧固部位在所述芯体的所述环形环的内面之内沿径向以一定距离定中，所述距离大于所述磁极芯体延伸超过所述环形环的外面的长度。
19.根据权利要求18所述的马达，其中，用于将所述定子紧固到所述机器的紧固部位的中心与所述定子的中心相距超过40mm。
20.根据权利要求19所述的马达，其中，所述紧固部位与所述定子的中心相距在40mm与80mm之间。
21.根据权利要求19所述的马达，其中，所述紧固部位与所述定子的中心相距在50mm与75mm之间。
22.根据权利要求19所述的马达，其中，所述紧固部位与所述定子的中心相距在60mm与70mm之间。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的马达，其中，所述定子包括隔膜部分，该隔膜部分从所述环形环向内延伸以占据所述环形环的周长内的区域，且包括所述紧固部位。
24.根据权利要求23所述的马达，其中，所述紧固部位包括穿过所述隔膜部分的孔口。
25.根据权利要求23所述的马达，其中，所述隔膜部分是环形的，且占据从所述紧固部位向内间隔开的圆形孔口与所述环形环之间的区域。
26.根据权利要求23所述的马达，其中，所述隔膜部分包括在所述紧固部位与所述环形环之间的区域中的至少一个大致截头圆锥形表面。
27.根据权利要求26所述的马达，其中，所述隔膜部分包括在所述紧固部位与所述环形环之间的至少两个大致截头圆锥形部分，所述大致截头圆锥形部分接合以形成当从所述定子的一侧来看的圆形的脊部，及当从所述定子的另一侧来看的凹陷部。
28.根据权利要求27所述的马达，其中，所述脊部或凹陷部的高度小于所述环形环的高度。
29.根据权利要求1所述的马达，其中，所述转子包括：
多个具有两个侧向边缘的磁体元件，每一个所述磁体元件具有以各向异性对齐的磁域以便形成域对齐模式，多个所述磁体元件经布置以形成具有外面和内面的所述永磁体环；和
刚性支撑件，所述刚性支撑件将多个所述磁体元件保持在所述永磁体环中；
其中，每一所述磁体元件中的所述磁域对齐模式具有一取向，该取向跨越该磁体元件的至少一部分在该磁体元件的侧向边缘之间、从具有在该磁体元件的磁极处的主要的径向分量的取向到具有在该磁体元件的一个侧向边缘处的至少一些切向分量的取向连续地变化，并且
其中，多个所述磁体元件经磁化以产生合成磁通量场。
30.根据权利要求29所述的马达，其中，多个所述磁体元件中的一个或多个具有在每一侧向边缘与前边缘的相交处的斜面，其中所述前边缘是在所述转子的内面处的边缘。
31.根据权利要求29所述的马达，其中，在两个侧向边缘处，所述磁域对齐模式的取向具有主要的切向分量，所述切向分量导致所述磁域对齐模式具有相对于所述侧向边缘呈至少15度的取向。
32.根据权利要求29所述的马达，其中，所述取向在所述磁体元件上非线性地变化。
33.根据权利要求29所述的马达，其中，所述合成磁通量场的磁极具有围绕所述永磁体环间隔开的交变极性，所述磁极相对于所述永磁体环径向地对齐，并且其中，所述永磁体环的所述合成磁通量场横跨在具有相反极性的相邻磁极之间，且所述合成磁通量场在所述磁极之间聚焦以延伸超过由所述内面限定的边界，但保持至少部分地限制在由所述永磁体环的外面限定的边界内。
34.根据权利要求29所述的马达，其中，在相邻磁极之间延伸超过由所述永磁体环的内面限定的边界的所述合成磁通量场的部分具有连续变化的取向，其中：
在所述磁极之间，所述取向从具有在所述磁极处的主要的径向分量的取向变化到具有在所述磁极之间的中点处的主要的切向分量的取向，并且
从所述内面径向地延伸，所述取向从具有在所述内面处的主要的径向分量的取向变化到具有与所述内面相距一定距离的渐增的切向分量的取向。
35.一种洗衣机，所述洗衣机包括根据权利要求1至34中任一项所述的马达，所述定子与所述洗衣机的非旋转桶或壳体联接，所述转子与所述洗衣机的旋转筒联接。
36.根据权利要求35所述的洗衣机，其中，所述洗衣机是顶加载式洗衣机，包括：外包装、悬挂在所述外包装中的非旋转桶、以及在所述非旋转桶中的旋转筒。
37.根据权利要求35所述的洗衣机，其中，所述洗衣机是水平轴线型机器，包括：外包装、形成所述非旋转桶的旋转筒壳体、以及在所述旋转筒壳体中的旋转筒。
38.根据权利要求35所述的洗衣机，其中，所述洗衣机是具有顶加载式入口的水平轴线型机器，包括：外包装、在所述外包装中的所述非旋转桶、以及在所述非旋转桶中的旋转筒。
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