CN107769503A - 电子式交流永磁同步排水电机及包含其的排水泵、洗衣机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电子式交流永磁同步排水电机及包含其的排水泵、洗衣机。包括转子组件和定子组件，所述转子组件包括整体注塑成型的电机轴和铁氧体永磁体，注塑成型在所述电机轴的伸出部分的叶轮，置于所述铁氧体永磁体和所述叶轮之间的前轴承组件，以及置于所述铁氧体永磁体另一端的后轴承组件，所述铁氧体永磁体、前轴承组件和后轴承组件均置于电机壳的圆柱形腔体内，所述定子组件包括定子罩、电路板组件、火线端子、零线端子、连接片、另一连接片、骨架、线圈和U形铁芯，采用这种电子式交流永磁同步排水电机，具有成本低、结构安全合理、噪音小和功耗小的优点，适用于洗衣机的排水泵等家电领域。

Description

电子式交流永磁同步排水电机及包含其的排水泵、洗衣机
技术领域
本申请涉及应用于家电技术领域，特别涉及一种电子式交流永磁同步排水电机及包含其的排水泵、洗衣机。
背景技术
目前市场上传统的洗衣机排水电机在结构上具有启动腔，包括联轴器、减振橡胶柱(垫)、密封圈、压片以及消噪油脂。工艺极其复杂，因为没有电路板组件，也就没有电路驱动，电机完全靠以上这些零件构成的启动腔进行机械式起动，因此成本高、结构笨重、噪音大和功耗大。
如何更好地降低洗衣机排水电机的成本、噪音和功耗，成为当前一个很严重的技术问题，传统的洗衣机排水泵已不能更好地满足不断发展的行业需求。
发明内容
本申请旨在提供一种成本低、结构安全合理、噪音小和功耗小的电子式交流永磁同步排水电机及包含其的排水泵、洗衣机。
为解决上述技术问题，本申请提供的技术方案为：一种电子式交流永磁同步排水电机，包括转子组件和定子组件，所述转子组件包括整体注塑成型的电机轴和铁氧体永磁体，注塑成型在所述电机轴的伸出部分的叶轮，置于所述铁氧体永磁体和所述叶轮之间的前轴承组件，以及置于所述铁氧体永磁体另一端的后轴承组件，所述铁氧体永磁体、前轴承组件和后轴承组件均置于电机壳的圆柱形腔体内；
所述定子组件包括定子罩、电路板组件、火线端子、零线端子、连接片、另一连接片、骨架、线圈和U形铁芯；
所述连接片的插片插入所述骨架的连接片插片槽内，所述线圈的一根引出线缠绕在所述连接片的焊针上，并且穿过所述电路板组件的连接片焊针孔，所述火线端子的焊针穿过所述电路板组件的火线焊针孔，所述连接片的焊针与所述电路板组件上的过热保护器的一端相连，过热保护器的另一端与所述火线端子的焊针相连；
所述另一连接片的插片插入所述骨架的另一连接片插片槽内，所述线圈的另一根引出线缠绕在所述另一连接片的焊针上，并且穿过所述电路板组件的另一连接片焊针孔，所述零线端子的焊针穿过所述电路板组件的零线焊针孔，所述另一连接片的焊针与所述电路板组件上的双向可控硅的第一阳级A1相连，所述双向可控硅的第二阳级A2与所述零线端子的焊针相连；
所述双向可控硅的控制极G与所述电路板组件的控制电路相连。
优选地，所述火线端子的焊针穿过所述电路板组件的火线焊针孔，所述零线端子的焊针穿过所述电路板组的零线焊针孔，并且所述火线端子的焊针、所述零线端子的焊针、所述连接片的焊针和所述另一连接片的焊针均焊接在电路板铜箔上。
优选地，所述火线端子的插片插入所述骨架的火线端子插片槽内，所述零线端子的插片插入所述骨架的零线端子插片槽内。
优选地，所述线圈缠绕在所述骨架的绕线筒上，所述线圈是铜包铝漆包线或者是铝漆包线，并且所述U形铁芯插入所述骨架的孔内。
优选地，所述电路板组件、火线端子、零线端子、连接片、另一连接片、骨架、线圈和U形铁芯相应连接后均置于定子罩的半封闭腔体内，并且所述火线端子和零线端子分别穿过定子罩的火线端子孔和零线端子孔裸露在所述定子罩的外部。
优选地，所述U形铁芯的圆形豁口套入所述电机壳的圆柱形腔体的圆柱形外壁上。
优选地，所述线圈的导体直径为0.19mm～0.22mm之间，相匹配所述铁氧体永磁体的长度为25mm～32mm之间，所述铁氧体永磁体的直径为18mm～20mm之间，相匹配所述U形铁芯的厚度为14mm～16mm之间，并且所述U形铁芯为矽钢片或者是硅钢片，或者是冷轧钢带。
优选地，所述电路板组件的控制电路具有可编程单片机芯片，所述电路板组件的控制电路的供电由所述电路板组件的降压整流稳压电路提供，并且所述电路板组件的降压整流稳压电路的电源是由所述火线端子和零线端子之间的输入交流电压提供。
优选地，所述电路板组件包含频率转换电路，所述频率转换电路与所述电路板组件的控制电路相连。
优选地，所述电路板组件包含负载检测电路，所述负载检测电路与所述电路板组件的控制电路相连。
本申请的另一方面涉及一种排水泵，包括电机和具有进水口和出水口的泵壳，其中的电机为如上所述的电子式交流永磁同步排水电机。
本申请的又一方面涉及一种洗衣机，包括如上所述的排水泵。
根据上述方案可以看出本申请具有如下优点：铁氧体永磁体、电机轴和叶轮注塑成形为一个整体，前轴承组件和后轴承组件作为两个支点设置于电机壳的圆柱形腔体的两端，以支撑铁氧体永磁体和叶轮旋转。在定子组件中，为了把线圈的两根引出线与电路板组件安全可靠地连结，在两个连接片、火线端子和零件端子上分别设置了四根焊针，通过把四根焊针分别对应穿过电路板组件上的四个孔，对应地连接在电路板上，有效合理地把线圈、过热保护器、双向可控硅、火线端子和零线端子串联在一起，构成电子式交流永磁同步排水电机的工作主电路。既降低了成本，结构安全合理，提高了电机的可靠性，同时又降低了电机的噪音和功耗。
附图说明
图1为本申请的电子式交流永磁同步排水电机的装配示意图。
图2为本申请的电子式交流永磁同步排水电机的定子组件结构示意图。
图3为本申请的电子式交流永磁同步排水电机的定子组件爆炸图。
图4为本申请的电子式交流永磁同步排水电机的定子组件局部结构示意图。
图5为本申请的电子式交流永磁同步排水电机的定子组件除去定子罩的结构示意图。
图6为本申请的电子式交流永磁同步排水电机的电路原理示意图。
附图说明：1、转子组件，2、定子组件，11、铁氧体永磁体，12、电机轴，13、叶轮，14、前轴承组件，15、后轴承组件，16、电机壳，161、电机壳的圆柱形腔体，21、定子罩，211、定子罩的半封闭腔体，212、火线端子孔，213、零线端子孔，22、电路板组件，221、火线焊针孔，222、零线焊针孔，223、连接片焊针孔，224、另一连接片焊针孔，225、过热保护器，226、双向可控硅，227、控制电路，228、降压整流稳压电路，229a、频率转换电路，229b、负载检测电路，23、火线端子，231、火线端子的焊针，232、火线端子的插片，24、零线端子，241、零线端子的焊针，242、零线端子的插片，25、连接片，251、连接片的焊针，252、连接片的插片，26、另一连接片，261、另一连接片的焊针，262、另一连接片的插片，27、骨架，271、火线端子插片槽，272、零线端子插片槽，273、连接片插片槽，274、另一连接片插片槽，275、骨架的绕线筒，276、骨架的孔，28、线圈，281、线圈的一根引出线，282、线圈的另一根引出线，29、U形铁芯。
具体实施方式
下面结合图1、图2、图3、图4、图5以及图6所示的电子式交流永磁同步排水电机附图对本申请方案做进一步的详细说明。
根据本申请的电子式交流永磁同步排水电机，包括转子组件1和定子组件2，转子组件1包括整体注塑成型的电机轴12和铁氧体永磁体11，注塑成型在电机轴12的伸出部分的叶轮13，置于铁氧体永磁体11和叶轮13之间的前轴承组件14，以及置于铁氧体永磁体11另一端的后轴承组件15，铁氧体永磁体11、前轴承组件14和后轴承组件15均置于电机壳16的圆柱形腔体161内；
定子组件2包括定子罩21、电路板组件22、火线端子23、零线端子24、连接片25、另一连接片26、骨架27、线圈28和U形铁芯29；
连接片25的插片252插入骨架27的连接片插片槽273内，线圈28的一根引出线281缠绕在连接片25的焊针251上，并且穿过电路板组件22的连接片焊针孔223，火线端子23的焊针231穿过电路板组件22的火线焊针孔221，连接片25的焊针251与电路板组件22上的过热保护器225的一端相连，过热保护器225的另一端与火线端子23的焊针231相连；
另一连接片26的一端262插入骨架27的另一连接片插片槽274内，线圈28的另一根引出线282缠绕在另一连接片26的焊针261上，并且穿过电路板组件22的另一连接片焊针孔224，零线端子24的焊针241穿过电路板组件22的零线焊针孔222，另一连接片26的焊针261与电路板组件22上的双向可控硅226的第一阳级A1相连，双向可控硅226的第二阳级A2与零线端子24的焊针241相连；
双向可控硅226的控制极G与电路板组件22的控制电路227相连。
在本申请中，铁氧体永磁体、电机轴和叶轮注塑成形为一个整体，前轴承组件和后轴承组件作为两个支点设置于电机壳的圆柱形腔体的两端，以支撑铁氧体永磁体和叶轮旋转。在定子组件中，为了把线圈的两根引出线与电路板组件可靠安全地连结，在两个连接片、火线端子和零件端子上分别设置了四根焊针，通过把四根焊针分别对应穿过电路板组件上的四个孔，对应地连接在电路板上，有效合理地把线圈、过热保护器、双向可控硅、火线端子和零线端子串联在一起，构成电子式交流永磁同步排水电机的工作主电路，并且通过控制电路以及工作主回路，使得线圈的两根引出线之间的实际工作电压小于火线端子和零件端子之间的电源输入电压，以达到减少功耗的目的。
火线端子和零线端子只要输入交流110V～240V电压，电路板组件的控制电路就会给双向可控硅控制极提供一个触发信号电流，双向可控硅导通，线圈得电，铁氧体永磁体通过U形铁芯产生交变磁场，驱动电子式交流永磁同步排水电机工作。
优选地，火线端子23的焊针231、零线端子24的焊针241、连接片25的焊针251和另一连接片26的焊针261均焊接在电路板铜箔上。
优选地，火线端子23的插片232插入骨架27的火线端子插片槽271内，零线端子24的插片242插入骨架27的零线端子插片槽272内。
优选地，线圈28缠绕在骨架27的绕线筒275上，线圈28是铜包铝漆包线或者是铝漆包线，并且U形铁芯29插入骨架27的孔276内。
优选地，电路板组件22、火线端子23、零线端子24、连接片25、另一连接片26、骨架27、线圈28和U形铁芯29相应连接后均置于定子罩21的半封闭腔体211内，并且火线端子23和零线端子24分别穿过火线端子孔212和零线端子孔213裸露在所述定子罩21的外部。
优选地，U形铁芯29的圆形豁口套入电机壳16的圆柱形腔体161的圆柱形外壁上。本申请的U形铁芯29把转子组件1和定子组件2合理地装配在一起。
优选地，线圈28的导体直径为0.19mm～0.22mm之间，相匹配铁氧体永磁体11的长度为25mm～32mm之间，铁氧体永磁体11的直径为18mm～20mm之间，相匹配U形铁芯29的厚度为14mm～16mm之间，并且U形铁芯29为矽钢片或者是硅钢片，或者是冷轧钢带。本申请的线圈的导体直径、铁氧体永磁体长度和直径和U形铁芯的厚度的这些尺寸实现了电子式交流永磁同步排水电机的小型化，在保证最佳电磁性能匹配的前提下，大幅度降低了电机的制造成本。
优选地，电路板组件22的控制电路227具有可编程单片机芯片，电路板组件22的控制电路227的供电由电路板组件22的降压整流稳压电路228提供，并且电路板组件22的降压整流稳压电路228的电源是由火线端子23和零线端子24之间的输入交流电压提供。
优选地，电路板组件22包含频率转换电路229a，频率转换电路229a与电路板组件22的控制电路227相连。本申请的频率转换电路229a也可以在电机开始起动时降低频率，通过控制电路227给电子式交流永磁同步排水电机的工作主电路提供一个低频率电流，以增大铁氧体永磁体的输出扭矩，进一步提高电机的启动性能，电机启动后恢复正常的电源输入电压的频率。
优选地，电路板组件22包含负载检测电路229b，负载检测电路229b与电路板组件22的控制电路227相连。本申请的负载检测电路229b根据叶轮13在满载(满水)、半载(半水半气)和空载(无水时)三种工作状态下的负载情况，以检测不同负载电流大小的变化量，来判断并提供给电机三种不同负载工作状态下的工作电流，以达到减少噪音和功耗的目的。需要理解，即使没有负载检测电路229b，电机通过本申请电子式交流永磁同步排水电机的工作主电路和控制电路227，已经在一定程度上减少了电机的噪音和功耗。而负载检测电路229b，是根据负载不同的变化量，进一步达到减少电机的噪音和功耗的目的。
本申请还涉及一种排水泵，包括电机和具有进水口和出水口的泵壳，其中的电机为如上所述的任一种电子式交流永磁同步排水电机。由于本申请仅涉及对电机的改进，而不涉及其他部件的改进，所以对其他部件不再赘述。需要理解，根据本申请的排水泵的泵壳为现有技术，本领域技术人员完全能够实现。
本申请还涉及一种洗衣机，包括如上所述的排水泵。由于本申请仅涉及对排水泵的改进，而不涉及其他部件的改进，所以对其他部件不再赘述。需要理解，根据本申请的洗衣机的其他部件均为现有技术，本领域技术人员完全能够实现。
以上对本申请及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本申请的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本申请创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种电子式交流永磁同步排水电机，包括转子组件(1)和定子组件(2)，其特征在于，所述转子组件(1)包括整体注塑成型的电机轴(12)和铁氧体永磁体(11)，注塑成型在所述电机轴(12)的伸出部分的叶轮(13)，置于所述铁氧体永磁体(11)和所述叶轮(13)之间的前轴承组件(14)，以及置于所述铁氧体永磁体(11)另一端的后轴承组件(15)，所述铁氧体永磁体(11)、前轴承组件(14)和后轴承组件(15)均置于电机壳(16)的圆柱形腔体(161)内；
所述定子组件(2)包括定子罩(21)、电路板组件(22)、火线端子(23)、零线端子(24)、连接片(25)、另一连接片(26)、骨架(27)、线圈(28)和U形铁芯(29)；
所述连接片(25)的插片(252)插入所述骨架(27)的连接片插片槽(273)内，所述线圈(28)的一根引出线(281)缠绕在所述连接片(25)的焊针(251)上，并且穿过所述电路板组件(22)的连接片焊针孔(223)，所述火线端子(23)的焊针(231)穿过所述电路板组件(22)的火线焊针孔(221)，所述连接片(25)的焊针(251)与所述电路板组件(22)上的过热保护器(225)的一端相连，过热保护器(225)的另一端与所述火线端子(23)的焊针(231)相连；
所述另一连接片(26)的一端(262)插入所述骨架(27)的另一连接片插片槽(274)内，所述线圈(28)的另一根引出线(282)缠绕在所述另一连接片(26)的焊针(261)上，并且穿过所述电路板组件(22)的另一连接片焊针孔(224)，所述零线端子(24)的焊针(241)穿过所述电路板组件(22)的零线焊针孔(222)，所述另一连接片(26)的焊针(261)与所述电路板组件(22)上的双向可控硅(226)的第一阳级A1相连，所述双向可控硅(226)的第二阳级A2与所述零线端子(24)的焊针(241)相连；
所述双向可控硅(226)的控制极G与所述电路板组件(22)的控制电路(227)相连。
2.根据权利要求1所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述火线端子(23)的焊针(231)、所述零线端子(24)的焊针(241)、所述连接片(25)的焊针(251)和所述另一连接片(26)的焊针(261)均焊接在电路板铜箔上。
3.根据权利要求1或2所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述火线端子(23)的插片(232)插入所述骨架(27)的火线端子插片槽(271)内，所述零线端子(24)的插片(242)插入所述骨架(27)的零线端子插片槽(272)内。
4.根据权利要求3所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述线圈(28)缠绕在所述骨架(27)的绕线筒(275)上，所述线圈(28)是铜包铝漆包线或者是铝漆包线，并且所述U形铁芯(29)插入所述骨架(27)的孔(276)内。
5.根据权利要求4所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述电路板组件(22)、火线端子(23)、零线端子(24)、连接片(25)、另一连接片(26)、骨架(27)、线圈(28)和U形铁芯(29)相应连接后均置于所述定子罩(21)的半封闭腔体(211)内，并且所述火线端子(23)和所述零线端子(24)分别穿过火线端子孔(212)和零线端子孔(213)裸露在所述定子罩(21)的外部。
6.根据权利要求5所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述U形铁芯(29)的圆形豁口套入所述电机壳(16)的圆柱形腔体(161)的圆柱形外壁上。
7.根据权利要求1或6所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述线圈(28)的导体直径为0.19mm～0.22mm之间，相匹配所述铁氧体永磁体(11)的长度为25mm～32mm之间，所述铁氧体永磁体(11)的直径为18mm～20mm之间，相匹配所述U形铁芯(29)的厚度为14mm～16mm之间，并且所述U形铁芯(29)为矽钢片或者是硅钢片，或者是冷轧钢带。
8.根据权利要求1或7所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述电路板组件(22)的控制电路(227)具有可编程单片机芯片，所述电路板组件(22)的控制电路(227)的供电由所述电路板组件(22)的降压整流稳压电路(228)提供，并且所述电路板组件(22)的降压整流稳压电路(228)的电源是由所述火线端子(23)和零线端子(24)之间的输入交流电压提供。
9.根据权利要求8所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述电路板组件(22)包含频率转换电路(229a)，所述频率转换电路(229a)与所述电路板组件(22)的控制电路(227)相连。
10.根据权利要求9所述的电子式交流永磁同步排水电机，其特征在于，所述电路板组件(22)包含负载检测电路(229b)，所述负载检测电路(229b)与所述电路板组件(22)的控制电路(227)相连。
11.一种排水泵，包括电机和具有进水口和出水口的泵壳，其特征在于，所述电机为权利要求1～10中任一项所述的电子式交流永磁同步排水电机。
12.一种洗衣机，其特征在于，包括根据权利要求11所述的排水泵。
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