CN105827079B - 采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种采用双转子轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其包括动叶轮风罩，动叶轮，定叶轮，轴向磁通无刷电机，电机风罩，以及设于电机风罩内的电机驱动板。所述轴向磁通无刷电机包括电机定子，第一电机转子，第二电机转子，以及电机转轴，第二电机转子设于动叶轮和电机定子之间，并与动叶轮固定连接，第一电机转子设于电机驱动板与电机定子之间，电机定子设有第一电机转子与第二电机转子之间。本发明通过采用双转子轴向磁通无刷电机，增大电机定子外径尺寸，提高转速，具有缩短电机转轴的轴向长度，缩短吸尘器风机系统的轴向长度，提高输出功率，减小吸尘器风机的体积的优点。

Description

采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机
技术领域
本发明涉及一种需要高速无刷直流电机驱动的技术领域，尤其是涉及一种采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机。
背景技术
吸尘器是利用电机带动叶片高速旋转，在密封的壳体内产生空气负压，从而将尘屑等杂物吸入集尘袋中的清洁电器。吸尘器电风机是吸尘器的核心部件，由两部分构成，电机部分与风机部分。吸尘器电风机对转速要求很高，常规的吸尘器电风机一般使用有刷电机，其转速通常在在20000-40000之间，其转速虽然可满足吸尘器电风机的要求，但是有刷电机的换向器磨损快，寿命短，噪音大，性能低.
随着吸尘器行业的能耗标准的提高，以及消费者对便携式吸尘器小型化的需求，如何使吸尘器电风机在满足体积小，静音时又能够提高效率成为业界的一大技术难题。无刷直流电机相对有刷电机由于取消了电刷换向使用电子换向，转速可以达到6万以上，寿命达到2000小时以上。没有碳刷的摩擦，噪音可以做的更低。现有的吸尘器无刷永磁高速电机为传统的径向磁通无刷永磁电机，电机的轴向长度要达到一定的长度才能输出一定的功率，通常电机的轴向长度尺寸远远大于电机的径向尺寸。这样造成风机的长度比较长，对一些轴向尺寸要求比较短的安装结构，径向尺寸的电机功率由于轴向尺寸的限制，通常功率不能做的比较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种采用双转子轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，通过增大电机转子外径尺寸，提高转速，来缩短电机的轴向长度，减小吸尘器风机轴向尺寸。
一种采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，包括定叶轮，动叶轮，以及安装于定叶轮上的轴向磁通无刷电机，所述轴向磁通无刷电机包括第一电机转子、第二电机转子、电机定子和转轴，所述第一电机转子、电机定子、第二电机转子以及动叶轮依次沿转轴轴向安装于所述转轴上，且第二电机转子和动叶轮相固定连接，所述电机定子设于第一电机转子与第二电机转子间。
优选地，所述电机定子与第一电机转子和第二电机转子安装于转轴上的位置间形成有气隙。
优选地，所述动叶轮外侧设有动叶轮风罩，所述动叶轮风罩在外边缘处与所述定叶轮的外端固定连接，动叶轮风罩中心形成有进风口。
优选地，所述吸尘器风机还包括电机风罩和设于电机罩内的控制电机驱动的电机驱动板。
优选地，所述电机定子固定设置于所述定叶轮上位于第一电机转子与第二电机转子间的位置。
优选地，所述第二电机转子固定设置于所述转轴上位于电机定子与电机驱动板间的位置。
优选地，所述定叶轮与电机风罩连接的端面上设有数个导流槽。
优选地，所述电机风罩与定叶轮连接面相对的端面设有数个均匀分布的通风孔。
优选地，所述电机驱动板设有安装通孔。
优选地，所述动叶轮风罩、定叶轮、电机风罩间形成流道。
根据阿诺德常数公式可知，D^2*L*(n/P)＝C可知，电机定子外径D和转速n一定时，铁芯长度L与功率P成正比关系。当需要增大功率P时，相应的铁芯长度L也相应的增大，因此，易造成风机的长度比较长。对一些轴向尺寸要求比较短的安装结构，径向尺寸的电机功率由于轴向尺寸的限制，通常功率不能做的比较大。又根据阿诺德常数公式变换得：L＝(PC)/(D^2*n)，为了减小电机轴向长度，可通过增大电机定子外径D的尺寸或者增大电机转速，通过采用双转子结构的轴向磁通无刷电机，增大电机定子外径尺寸，提高无刷电机转速，可在保证功率P一定时，有效地减少电机的铁芯长度L。
本发明的有益效果是：
通过采用双转子轴向磁通无刷电机，增大电机定子外径尺寸，增大转速，可有效地减少电机的铁芯长度L，使电机部分的轴向长度缩小到原来的1/2，吸尘器风机系统的轴向长度缩小了1/2，功率可以提高50％。
附图说明
图1是本发明的剖视示意图；
图2是本发明的动叶轮风罩剖视示意图；
图3是本发明的定叶轮立体示意图；
图4是本发明的电机风罩立体示意图；
图5是本发明的电机风罩端部示意图；
图6是本发明的电机驱动板立体示意图。
附图标记：1、动叶轮风罩，2、轴向磁通无刷电机，21、第一电机转子，22、电机定子，23、第二电机转子，24、电机转轴，3、定叶轮，31、电机安装机构，32、导流槽，33、紧固件，4、电机风罩，41、风罩主体，42、风罩主体边缘，421、通孔，5、电机驱动板，6、动叶轮，8、通风孔。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
结合图1所示，本发明所揭示的一种采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，包括动叶轮风罩1，轴向磁通无刷电机2，定叶轮3，电机风罩4，以及设于电机风罩4内的电机驱动板5，动叶轮6。定叶轮3具有两端面，其外端面固定连接于电机风罩4和动叶轮风罩1间，定叶轮中心位置处设有电机安装机构31，所述轴向磁通无刷电机2通过电机安装机构31安装于所述定叶轮3上。
所述轴向磁通无刷电机2包括第一电机转子21、电机定子22、第二电机转子23和转轴24。第一电机转子21、电机定子22和第二电机转子23沿转轴24依次安装于转轴24上，形成轴向磁通无刷电机2，动叶轮6亦安装于转轴24上。第二电机转子23位于动叶轮6与电机定子23之间，且第二电机转子23与动叶轮6通过铆接或其他固定件固定连接与一体。电机工作时，第二电机转子23与动叶轮6同向旋转。第一电机转子21位于电机驱动板5与电机定子22之间，电机定子22位于第一电机转子21和第二电机转子23之间，且电机定子22固定安装在定叶轮3上。
具体的，如图2所示，设于动叶轮6外侧的动叶轮风罩1。所述动叶轮风罩1的纵切面为塔形，其一端向中心聚拢设置，并在中心形成进风口，对吸入的空气有一定的聚拢作用，在电机转子24带动动叶轮6高速旋转时，可以快速、有效地将冷却气体吸入。
更进一步的，如图3所示，定叶轮3具有两个端面，与电机风罩4连接的端面中心处设有电机安装机构31，轴向磁通无刷电机2通过此安装机构固定安装在定叶轮3上。同时，与电机风罩4连接的端面上设有导流槽32，导流槽32周向分布在轴向磁通无刷电机2周围，导流槽32将冷却气体导向电机及设在电机风罩4内的电机驱动板5，有效的冷却电机和电机驱动板5。导流槽32的结构多样，优选地，本实施例中的导流槽32由多个弯曲的导向叶片构成。定叶轮3与电机风罩4连接的端面上，四周设有凸起的紧固件33，电机风罩4上设有与所述紧固件33相配合的通孔。
如图4所示，与定叶轮3连接的电机风罩4。电机风罩4包括风罩主体41和风罩主体边缘42，所述风罩主体边缘42上设有与定叶轮3上紧固件33相配合的通孔421。如图5所示，电机风罩4端部设有数个通风孔8，优选地，所述通风口8为腰形通孔，腰形通风孔径向分布，并向中心逐渐减小。动叶轮风罩1、定叶轮3、电机风罩4形成气流通道，可以快速、有效的带走电机的热量，有利于散热。
电机驱动板5内设于电机风罩4内，控制电机驱动。如图6所示，所述电机驱动板5中心处设有用于固定安装驱动板的安装通孔51，电机驱动板5可通过通孔51安装在电机转轴24的轴伸端。电机驱动板5安装在电机风罩4内时，其与电机风罩4内壁间形成有间隙。
本发明通过采用轴向磁通无刷电机2，电机定子22与第一电机转子21、第二电机转子23呈圆盘型结构，两者间的气隙是形成与电机转轴24垂直的平面，磁力线与电机转轴24轴向平行。通过采用轴向磁通无刷电机，增大电机定子22外径尺寸，增大转速，保证功率的同时，有效的缩短了电机部分轴向长度，缩短吸尘器风机系统的轴向长度，有效的减小吸尘器风机的体积。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，包括定叶轮,动叶轮，以及安装于定叶轮上的轴向磁通无刷电机，所述轴向磁通无刷电机包括第一电机转子、第二电机转子、电机定子和转轴，所述第一电机转子、电机定子、第二电机转子以及动叶轮依次沿转轴轴向安装于所述转轴上，且第二电机转子和动叶轮相固定连接，所述电机定子设于第一电机转子与第二电机转子间,所述动叶轮外侧设有动叶轮风罩，所述动叶轮风罩在外边缘处与所述定叶轮的外端固定连接，动叶轮风罩中心形成有进风口，所述吸尘器风机还包括电机风罩和设于电机风罩内的控制电机驱动的电机驱动板,所述动叶轮风罩、定叶轮、电机风罩间形成流道。
2.根据权利要求1所述的采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，所述电机定子与第一电机转子和第二电机转子安装于转轴上的位置间形成有气隙。
3.根据权利要求1所述的采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，所述电机定子固定设置于所述定叶轮上位于第一电机转子与第二电机转子间的位置。
4.根据权利要求1所述的采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，所述第二电机转子固定设置于所述转轴上位于电机定子与电机驱动板间的位置。
5.根据权利要求1所述的采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，所述定叶轮与电机风罩连接的端面上设有数个导流槽。
6.根据权利要求1所述的采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，所述电机风罩与定叶轮连接面相对的端面设有数个均匀分布的通风孔。
7.根据权利要求1所述的采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，其特征在于，所述电机驱动板设有安装通孔。
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