CN106664004B

CN106664004B - 洗衣机

Info

Publication number: CN106664004B
Application number: CN201580035405.1A
Authority: CN
Inventors: 郁磨福井
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2035-08-10
Also published as: US10781547B2; CN106664004A; EP3180843A4; KR20160019200A; WO2016024777A1; US20170233925A1; EP3180843B1; EP3180843A1

Abstract

公开了一种磁齿轮装置，其包括：旋转磁力发生器，构造成产生旋转磁力；磁路生成器，具有中空形状，以便设置在旋转磁力发生器的外周面处，该磁路生成器构造成生成从旋转磁力发生器产生的旋转磁力的磁路；以及转子，设置在磁路生成器的外周面处，该转子包括永磁体，永磁体设置在转子的内周面处且可通过旋转磁力旋转。旋转磁力发生器包括一对或多对交替设置的N极单元和S极单元。转子的转矩可以随着N极单元和S极单元的数量的调整而变化。

Description

洗衣机

技术领域

本发明涉及一种洗衣机，更具体地，涉及一种洗衣机中包括的磁齿轮装置(magnetic gear apparatus)。

背景技术

如图1所示例性示出的传统磁齿轮具有以下特征，该传统磁齿轮包括：输入磁齿轮单元，具有中空形状且可通过永磁体的多对N极和S极的磁引力绕旋转中心旋转；极靴单元，具有中空形状且可绕输入磁齿轮单元的外表面旋转地设置以生成磁路；以及输出磁齿轮单元，具有中空形状且可旋转地设置在极靴单元外面，该输出磁齿轮单元包括永磁体，永磁体设置在输出磁齿轮单元的内表面处，使得永磁体的N极和S极交替设置。

由上述输入磁齿轮单元中所包括的N极和S极的偶极对的数量与输出磁齿轮单元中所包括的N极和S极的偶极对的数量的比来确定传统磁齿轮的减速比。

磁齿轮的最重要的技术特征是通过减速传递高转矩。

但是，上述传统磁齿轮的问题在于仅限于预定转矩的传递，因为减速比是由输入磁齿轮单元与输出磁齿轮单元中所包括的永磁体的N极和S极的偶数对的数量来确定的。

此外，现有电机和磁齿轮受到动力传递效率降低的影响，因为磁场的突然变化在永磁体表面引起涡电流。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题作出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种洗衣机，该洗衣机包括能够通过控制减速比传递多种转矩的磁齿轮装置。

此外，本发明的另一目的是提供一种包括磁齿轮装置的洗衣机，该磁齿轮装置能够减少永磁体的表面处产生的涡电流，从而实现高效率。

解决方案

根据本发明的一个方案，上述和其它目的可以通过提供一种洗衣机来实现，所述洗衣机包括：旋转磁力发生器，构造成产生旋转磁力，该旋转磁力发生器包括一对或多对交替设置的N极单元和S极单元；磁路生成器，具有中空形状，以便设置在旋转磁力发生器的外周面处，该磁路生成器构造成生成从旋转磁力发生器产生的旋转磁力的磁路；转子，设置在磁路生成器的外周面处，该转子包括永磁体，永磁体设置在转子的内周面处且可通过旋转磁力旋转；轴，连接到转子以便可旋转；以及滚筒，连接到轴以便可旋转，该滚筒构造成在滚筒中容置衣物，其中，旋转磁力发生器构造成随着N极单元和S极单元的数量的调整而改变转子的旋转速度。

旋转磁力发生器可以包括：本体；突出部，构造成从本体的中心向外突出；以及线圈，围绕突出部缠绕，以在突出部处生成磁场。

N极单元和S极单元的数量可以通过流经线圈的电流来控制。

突出部的远端与磁路生成器的内周面可以彼此间隔给定距离，以减少涡电流损耗。

磁路生成器可以包括：铁磁部，具有高导磁率，以生成磁路；以及顺磁部，具有低导磁率，以使得难以生成磁路，并且铁磁部和顺磁部可以相邻交替设置。

磁路生成器可以不旋转。

永磁体可以包括交替地设置成面向转子的外周的N极和S极。

永磁体可以包括周期性设置成面向转子的外周的N极，且在各个N极的任一侧可以不存在永磁体。

永磁体可以包括沿外周方向分层的两个或更多个永磁体，以减少涡电流损耗。

每个永磁体可以在其表面处设有绝缘涂层，以减少涡电流损耗。

根据本发明的另一方案，上述和其它目的可以通过提供一种运输装置来实现，所述运输装置包括：旋转磁力发生器，构造成产生旋转磁力；磁路生成器，具有中空形状，以便设置在旋转磁力发生器的外周面处，该磁路生成器构造成生成从旋转磁力发生器产生的旋转磁力的磁路；转子，设置在磁路生成器的外周面处，该转子包括永磁体，永磁体设置在转子的内周面处且可通过旋转磁力旋转；轴，连接到转子以便可旋转；轮，连接到轴以便可旋转；以及轮胎，设置在轮的外周面处，其中，旋转磁力发生器包括一对或多对交替设置的N极单元和S极单元，并构造成随着N极单元和S极单元的数量的调整而改变转子的旋转速度。

N极单元和S极单元的数量可以通过流经线圈的电流来控制。

磁路生成器可以不旋转。

永磁体可以包括交替地设置成面向转子的外周的N极和S极。

磁齿轮装置可以设置在诸如电机辅助自行车和机动化轮椅等的电机驱动移动装置的驱动源中。

磁齿轮装置可以设置在踏板车和电动车辆的主电机或轮内电机中。

磁齿轮装置可以应用于使用电机减速器的工业机器的一般领域。

发明效果

本发明具有提供一种包括能够通过控制减速比传递多种转矩的磁齿轮装置的洗衣机的效果。

此外，本发明具有提供一种包括磁齿轮装置的洗衣机的效果，该磁齿轮装置能够减少永磁体的表面处产生的涡电流，从而实现高效率。

附图说明

所包括的附图提供对本发明的进一步理解，这些附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1示出传统磁齿轮；

图2示出本发明的磁齿轮装置；

图3示出本发明的一种结构，该结构旨在防止涡电流导致的损耗；

图4示出本发明的磁齿轮装置被包括在洗衣机中的实施例；

图5示出本发明的磁齿轮装置连接到运输装置的轮的实施例；

图6示出根据本发明的旋转磁力发生器的一个实施例；以及

图7示出关于根据本发明的磁齿轮装置的减速比的控制的实施例。

具体实施方式

在下文中，将会参考附图详细描述本发明的示例性实施例。本发明的实施例可以被修改为多种形式，本发明的范围不应该被解释为局限于以下实施例。提供这些实施例以更全面地向本领域技术人员解释本发明。因此，夸大了部件的形状，以更清楚地强调附图中的说明。

本发明具有以下特征，磁齿轮装置包括：旋转磁力发生器300，用来产生旋转磁力并具有中空形状；磁路生成器200，具有中空形状并设置在旋转磁力发生器300的外周面，以生成由旋转磁力发生器300产生的旋转磁力的磁路；以及转子100，具有中空形状并可旋转地设置在磁路生成器200的外周面，以传递功率。

举例来说，图2示出了设置旋转磁力发生器300以产生旋转磁力、磁路生成器200以生成由旋转磁力发生器300产生的旋转磁力的磁路、以及转子100以通过转子的旋转而传递功率的情况。

如图2示例性所示，旋转磁力发生器300具有中空形状并围绕磁齿轮装置的中心轴线定位。

这与上述传统磁齿轮的原理不同，其不同在于，输入磁齿轮单元旋转以将转矩传递到输出磁齿轮单元。

更具体地，本发明的磁齿轮装置中所包括的旋转磁力发生器300具有以下特征：它包括在传统电机中使用的定子。因此，旋转磁力发生器300具有以下特征：它不旋转并且通过电流的控制来产生旋转磁力而使转子100旋转。

旋转磁力发生器300通常包括：本体330，具有中空形状；突出部310，绕磁齿轮装置的中心轴线从本体330向外突出；以及线圈320，缠绕各个突出部310，以形成磁极。

由旋转磁力发生器300产生旋转磁力的基本原理与传统电机中使用的定子的原理相同，因此这里将会省略其详细描述。

但是，应该注意的是，传统电机中使用的定子执行三相电流控制，因此，产生旋转磁力的磁极的数量根据突出部的数量来确定，而本发明的旋转磁力发生器300可以通过对施加在缠绕各个突出部310的线圈320上的电流进行单独控制来控制产生旋转磁力的磁极的数量，而不是使用定子的三相电流控制。

这是与下面将描述的减速比的控制相关的本发明的重要特征之一，因此将在下文中进行详细描述。

磁路生成器200设置在旋转磁力发生器300的外周面。磁路生成器200用于生成磁路，以使旋转磁力发生器300产生的旋转磁力能够被传递到转子100。

因此，本发明的磁路生成器200具有以下特征：它包括具有高导磁率的铁磁部210和具有低导磁率的顺磁部220。

此外，铁磁部210和顺磁部220逐一交替设置。

在一实施例中，磁路生成器200可以是能旋转的，或者可以是固定的而不能旋转。

特别地，上述旋转磁力发生器300产生的旋转磁力需要通过磁路生成器200传递到转子100。因此，旋转磁力被传递到磁路生成器200的具有高导磁率的铁磁部210，进而被传递到可旋转地设置在磁路生成器200的外周面处的转子100，从而使转子100旋转。

转子100可旋转地设置在磁路生成器200的外周面处。

转子100在其内周面处设有永磁部110，永磁部110与旋转磁力相互作用。

特别地，如图2示例性所示，永磁部110具有以下特征：N极和S极依次交替设置成面向内侧。

这用于使旋转磁力发生器300产生的旋转磁力穿过磁路生成器200并与转子100的永磁部110的依次交替设置的N极和S极相互作用，从而使转子100旋转。

此外，如图2示例性所示的永磁部110可以构造成使得：沿外周方向设置N极并使相邻的N极之间具有一空间，而不是将S极设置在各个N极旁边。这是因为根据磁场分布S极的磁场在具有沿外周方向设置的N极的磁体旁边。

设置具有上述构造的永磁部110具有使磁体的数量减半的效果，导致制造成本降低。

图3示出本发明的一种结构，该结构旨在防止涡电流导致的损耗。

随着旋转磁力发生器300产生的旋转磁力通过磁路生成器200传递到转子100，可以产生涡电流。

涡电流是涡流形式的电流，其通过由于施加到导体的磁场的快速变化产生的电磁感应而在导体中产生。

在现有技术中会发生由于涡电流导致的电机或磁齿轮装置的效率降低。下文中将会详细描述用于解决该问题的本发明的结构。

涡电流损耗由确定。这里，P_e表示涡电流损耗，t表示铁板的厚度。

如图3示例性所示，为了防止涡电流损耗，在转子100的内周面处设置的每个永磁体可以包括第一磁体111、第二磁体112和第三磁体113。

如图3示例性所示，当单个永磁体由第一磁体111、第二磁体112和第三磁体113组成(第一磁体111、第二磁体112和第三磁体113以这个顺序朝向转子100的外周分层)时，永磁体的厚度t减小，这具有降低涡电流损耗的效果(如上述涡电流损耗方程式所示)。

此外，如图3示例性所示，第一磁体111、第二磁体112和第三磁体113可以具有绝缘涂层。与此不同的是，即使是在永磁体采用单一磁体的形式时，设置绝缘涂层可以降低涡电流损耗。

此外，为了防止涡电流损耗，磁路生成器200和转子100的永磁部110可以彼此间隔给定距离。

此外，磁路生成器200和旋转磁力发生器300的突出部310的远端可以彼此间隔给定距离。

也就是说，本发明的磁齿轮装置可以构造成使得旋转磁力发生器300、磁路生成器200和转子100沿从中心轴线朝向外周的方向彼此间隔给定距离。

图4示出本发明的磁齿轮装置被包括在洗衣机中的实施例。

如图4示例性所示，传统洗衣机一般包括电机，代替本发明的磁齿轮装置。

具有电机的传统洗衣机可以通过控制电流来控制桶(tub)500的旋转速度。然而，当洗衣机中容置大量衣物且需要高转矩时，传统洗衣机不能控制旋转滚筒510所需的转矩。

然而，使用本发明的磁齿轮装置可以解决上述问题。

参考图4，与滚筒510连接的轴400可以位于本发明的磁齿轮装置的旋转轴线处以联接到转子100，从而使功率传递到滚筒510。

为此，轴400可以设置在磁齿轮装置的旋转轴线处，并且可以固定到转子100以使其与滚筒510一起旋转。

此外，由于轴400是旋转构件，因此为了分散应力，磁齿轮装置可以包括轴承101，轴承101绕轴400的外周面、位于与旋转磁力发生器300的连接区域处。

由此，洗衣机中可包括本发明的磁齿轮装置。该设置具有根据衣物重量产生旋转滚筒510所需的多种转矩的效果。

图5示出本发明的磁齿轮装置连接到运输装置的轮700的实施例。

参考图5，与轮700连接的轴400可以设置在本发明的磁齿轮装置的旋转轴线处，以便联接到转子100，从而使功率能够传递到轮700。

为此，轴400可以设置在磁齿轮装置的旋转轴线处，并且可以固定到转子100以使其与轮700一起旋转。

此外，轮胎600可以设置成围绕轮700的外周面，以利用与地面的摩擦而使运输装置能够移动。

运输装置通常具有1000kg或更多的重量，该重量包括乘客的重量。因此，为了克服重量的同时使转子能够旋转，轴承101可被插置于旋转轴400与绕轴400的外周面设置的磁齿轮装置之间。

图6示出本发明的旋转磁力发生器300的一个实施例。

下文中将会参考图6简要描述控制旋转磁力发生器300产生的旋转磁力的方法。

传统电机中使用的旋转磁发生器(即上述定子)通常基于施加到每个线圈320的电流的相位、通过使用三相电流控制来产生旋转磁力。这个技术在本领域中是众所周知的，因此这里将会省略其详细说明。

相反，在本发明中，采用与传统电机中使用的定子不同的控制方法来控制减速比，下文将会描述该方法。

更具体地，如图6所示，线圈320所缠绕的突出部310被包括在旋转磁力发生器300中，以形成磁极A1至A6和磁极B1至B6。

在这种情况下，六个突出部310构成一单个单元且设置总共36个突出部310。也就是说，假定在上述磁齿轮的输入磁齿轮单元中包括总共三对N极和S极的情况下所得的减速比。

在这种情况下，控制电流，使得每个磁极A1具有N极，同时使每个磁极B1具有S极。同时，控制电流，使得所有磁极A2至A6具有N极且所有磁极B2至B6具有S极。

在这种情况下，所有磁极A1至A6均具有N极且所有磁极B1至B6均具有S极。

在下文中，控制电流，使得每个磁极A1具有S极且每个磁极B1具有N极。

同时，控制电流，使得磁极A2至A6维持N极且磁极B2至B6维持S极。

在这种情况下，当沿顺时针方向观察时，磁极A2至B1具有N极且磁极B2至A1具有S极。

也就是说，通过控制电流一次，各自包括六个突出部310的N极单元和S极单元沿顺时针方向移动一个突出部310的角度，即移动10度的角度。

接下来，在维持磁极A1和B1的状态下，即在每个磁极A1维持S极且每个磁极B1维持N极的状态下，控制电流，使得每个磁极A2具有S极，同时使得每个磁极B2具有N极。

同时，磁极A3至A6需要维持N极且磁极B3至B6需要维持S极。

因此，通过上述电流的控制，N极单元和S极单元再次沿顺时针方向移动一个突出部310的角度，即移动10度的角度。

通过重复上述控制过程，本发明的磁齿轮装置通过磁极A1至A6和磁极B1至B6的电流控制产生旋转磁力。

因此，当试图反向旋转磁齿轮装置时，还能够通过沿相反方向执行上述电流控制来进行反向旋转。

图7示出关于本发明的磁齿轮装置的减速比的控制的实施例。

在下文中，将会参考图7描述根据本发明的磁齿轮装置的减速比的控制。

图7(a)示出旋转磁力发生器300的一实施例，旋转磁力发生器300以与图6的旋转磁力发生器300相同的方式具有多个单元，每个单元包括六个突出部310。

旋转磁力发生器300可以包括总共36个突出部310，并且可以分为六个单元。在转子100相当于现有技术的输出齿轮的情况下，它可以包括56个永磁体。在这种情况下，减速比可以由旋转磁力发生器300中包括的单元的数量除以转子100中包括的永磁体的数量来表示，并且可以具有1/9.33的值。

图7b示出旋转磁力发生器300的一实施例，该旋转磁力发生器300包括多个单元，每个单元具有4个突出部310。

虽然旋转磁力发生器300中包括的突出部310的总数是36(与图7(a)中相同)，但在这种情况下，四个突出部310构成单个单元。因此，与图7(a)的上述实施例不同，旋转磁力发生器300可以分为9个单元。转子100的永磁体(相当于现有技术的输出齿轮)的数量可以是56(与图7(a)中相同)。在这种情况下，减速比可以由旋转磁力发生器300中包括的单元的数量除以转子100中包括的永磁体的数量来表示，并且可以具有1/4.66的值。

也就是说，本发明实现了仅通过控制电流来改变磁齿轮装置的减速比的显著效果，而没有改变旋转磁力发生器300中包括的突出部310的数量和转子100中包括的永磁体的数量。

此外，磁齿轮装置可以设置在踏板车和电动车辆的主电机或轮内电机中。

此外，磁齿轮装置可以应用于使用电机减速器的工业机器的一般领域。

上述详细描述旨在举例说明本发明。此外，上述说明已解释了本发明的示例性实施例，并且本发明可以用于多种其它组合、改变和环境。也就是说，在上述公开、等同方案、和/或本领域的技术和知识的范围中，可以改变或修改本说明书中公开的本发明的概念性范围。已经以最佳方式描述了上述实施例，以实施本发明的技术理念，并且具体应用领域和本发明的目的所需的多种修改是可能的。因此，本发明的上述详细描述并非意在将本发明限制于所公开的实施例。此外，所附权利要求应该被解释为包括其它实施例。

发明模式

如上所述，在上述“具体实施方式”中已充分讨论了用于实施本发明的相关描述。

工业实用性

如上所述，本发明可以整体或部分应用于包括磁齿轮装置的洗衣机。

Claims

1.一种洗衣机，包括：

旋转磁力发生器，构造成产生旋转磁力；

磁路生成器，具有中空形状，以便设置在所述旋转磁力发生器的外周面处，所述磁路生成器构造成生成从所述旋转磁力发生器产生的旋转磁力的磁路；

转子，设置在所述磁路生成器的外周面处，所述转子包括永磁体，所述永磁体设置在所述转子的内周面处且能够通过所述旋转磁力旋转；

轴，连接到所述转子以便能够旋转；以及

滚筒，连接到所述轴以便能够旋转，所述滚筒构造成在所述滚筒中容置衣物，

其中，所述旋转磁力发生器包括：

本体；

多个突出部，构造成从所述本体的中心向外突出；以及

线圈，围绕所述多个突出部中的每个突出部缠绕，以在所述多个突出部中的每个突出部处生成N极和S极；以及

其中，所述多个突出部构成多个单元，并且所述多个单元是N极单元或S极单元，所述旋转磁力发生器通过对施加在缠绕所述多个突出部的每个突出部的线圈上的电流的方向进行单独控制来控制所述多个单元的数量，以改变所述转子的旋转速度，从而生成旋转所述滚筒所需的多种转矩。

2.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，所述突出部的远端与所述磁路生成器的内周面彼此间隔给定距离，以减少涡电流损耗。

3.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，所述磁路生成器包括：

铁磁部，具有高导磁率，以生成磁路；以及

顺磁部，具有低导磁率，以使得难以生成磁路，

其中，所述铁磁部和所述顺磁部交替地相邻设置。

4.根据权利要求3所述的洗衣机，其中，所述磁路生成器不旋转。

5.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，所述永磁体包括交替地设置成面向所述转子的外周的N极和S极。

6.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，所述永磁体包括周期性设置成面向所述转子的外周的N极，且在各个N极的任一侧不存在永磁体。

7.根据权利要求5或6所述的洗衣机，其中，所述永磁体包括沿外周方向分层的两个或更多个永磁体，以减少涡电流损耗。

8.根据权利要求5或6所述的洗衣机，其中，每个永磁体在其表面处设有绝缘涂层，以减少涡电流损耗。

9.根据权利要求7所述的洗衣机，其中，每个所述永磁体在其表面处设有绝缘涂层，以减少涡电流损耗。