CN109217605B - 永磁直流电机及食物处理机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种永磁直流电机，用于食物处理机，包括：定子；转子，转子包括换向器，换向器设置有至少4个换向片；第一电极碳刷，与换向器相接触；第二电极碳刷，与换向器相接触；和两个弹性件，分别与第一电极碳刷和第二电极碳刷相连接，以使第一电极碳刷和第二电极碳刷在弹性件的压力作用下与换向器相接触；其中，当第一电极碳刷与换向器之间的产生的换向火花的等级大于第二电极碳刷与换向器之间的产生的换向火花的等级时，第一电极碳刷的电阻率大于第二电极碳刷的电阻率。通过在换向火花大的一侧设置电阻率相对较高的碳刷，减少了该侧碳刷的放电电流，减小该碳刷处的换向火花，使得两极碳刷磨损率相同，有效延长了永磁直流电机的使用寿命。

Description

永磁直流电机及食物处理机

技术领域

本发明属于厨房器具技术领域，具体而言，涉及一种永磁直流电机及一种食物处理机。

背景技术

目前，现有的食物处理机中的永磁直流电机在输出扭矩大于等于0.5N.m时，转速均小于10000rpm，而当转速大于10000rpm时，电机将出现换向恶化，并产生大于2级的换向火花，特别是额定电压在220V及以上的电机换向火花更大，由于现有技术中的正负极碳刷采用相同的材料，而永磁直流电机的正、负极压降差异较大，故正负极的换向火花以及碳刷的磨损率也有很大差异，将导致其中一极的碳刷会比另一极碳刷磨损严重，从而大幅降低了电机的使用寿命。

现有的解决方案为将碳刷在原有的基础上加长，以满足电机的使用寿命，然而其不仅增加了电机的生产成本，而且也未解决换向火花加速其中一极碳刷电气磨损的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种永磁直流电机。

本发明的另一个目的在于提出了一种食物处理机。

有鉴于此，根据本发明的一个目的提出了一种永磁直流电机，用于食物处理机，包括：定子；转子，转子包括换向器，换向器设置有至少4个换向片；第一电极碳刷，与换向器相接触；第二电极碳刷，与换向器相接触；和两个弹性件，分别与第一电极碳刷和第二电极碳刷相连接，以使第一电极碳刷和第二电极碳刷在弹性件的压力作用下与换向器相接触其中，当第一电极碳刷与换向器之间的产生的换向火花的等级大于第二电极碳刷与换向器之间的产生的换向火花的等级时，第一电极碳刷的电阻率大于第二电极碳刷的电阻率。

本发明通过在换向火花大的一侧设置电阻率相对较高的碳刷，在换向火花小的一侧设置电阻率相对较低的碳刷，通过将两极碳刷设置为具有不同电阻率的碳刷，能够平衡两极换向火花的大小，进而使得两极碳刷的磨损率相同，延长了电机的使用寿命。其中，电阻率高的碳刷的电阻大，能够减小该极碳刷的放电电流，进而减小了该极碳刷的换向火花，使换向火花的等级能够降到2级以下，从而减少该极碳刷的电气磨损，使它的磨损率与另一极碳刷相同，从而延长永磁直流电机的使用寿命，有效避免其中一极碳刷磨损较快而影响电机的使用，解决了永磁直流电机在转速大于等于10000rpm时，产生等级过大的电火花的问题，提高用户体验。

另外，本发明提供的上述技术方案中的永磁直流电机，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，第一电极碳刷和第二电极碳刷中，其中一个为正极碳刷，其中另一个为负极碳刷。

在该技术方案中，第一电极碳刷为正极碳刷，第二电极碳刷为负极碳刷，或第一电极碳刷为负极碳刷，第二电极碳刷为正极碳刷。电流流过碳刷时，正/负碳刷会产生电离效应，从而令两极之间的磨损率有差异，电机运行一段时间后，因正负极弹性件压力差异大，加速了电机的一个极换向火花变大，进一步加速了该极碳刷的磨损和换向器的灼伤，因此，无论是正极碳刷还是负极碳刷，任何一极碳刷处产生的换向火花较另一极处大时，均可设置该极处为电阻率较大的碳刷，来平衡两极碳刷处的换向火花的大小，减小换向器的灼伤程度，使得两极碳刷处的磨损率相同，延长永磁直流电机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，第二电极碳刷的电阻率与第一电极碳刷的电阻率的比值小于等于0.9。

在该技术方案中，设定第二电极碳刷的电阻率与第一电极碳刷的电阻率的比值小于等于0.9，使得第一电极碳刷的电阻率至少比第二电极碳刷的电阻率大第二电极碳刷的1/9的电阻率，在有效减小第一电极碳刷处的电流，减小第一电极碳刷处的换向火花的同时，能够有效平衡第一电极碳刷处的换向火花与第二电极碳刷处的换向火花的大小，使两极换向火花的等级相同，进而使得两极碳刷的磨损率相同，延长了电机的使用寿命，避免其中一极碳刷磨损过快而影响电机的使用，也避免其中一极的碳刷的电阻率过小，而导致另一极碳刷处的换向火花变大，而使得另一极碳刷的磨损率变大，从而影响电机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，第二电极碳刷的电阻率与第一电极碳刷的电阻率的比值为0.7或0.8。

在该技术方案中，将第二电极碳刷的电阻率设定为第一电极碳刷的电阻率的0.7或0.8倍，能够使得第一电极碳刷的电阻率相较第二电极碳刷的电阻率高的同时，使得第一电极碳刷的电阻率也不会相对过低，在有效减小第一电极碳刷处的电流，减小第一电极碳刷处的换向火花的同时，能够有效平衡第一电极碳刷处的换向火花与第二电极碳刷处的换向火花的大小，使两极换向火花的等级相同，进而使得两极碳刷的磨损率相同，避免其中一极的碳刷的电阻率过小，而导致另一极碳刷处的换向火花变大，而使得另一极碳刷的磨损率变大的问题，延长电机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，第二电极碳刷的电阻率与第一电极碳刷的电阻率的比值与永磁直流电机的额定功率成反比。

在该技术方案中，当永磁直流电机的额定功率较高时，两极碳刷之间的压差较大，通过设定第二电极碳刷的电阻率与第一电极碳刷的电阻率的比值较低，即使得第一电极碳刷的电阻率远大于第二电极碳刷的电阻率，能够在减小第一电极碳刷处的换向火花的同时，有效平衡两极碳刷的换向火花的大小，使两极碳刷的磨损率相同，避免在第一电极碳刷处的换向火花较小的情况下，第二电极碳刷的电阻率因与第一电极碳刷的电阻率相差较小而使得第一电极碳刷处的换向火花再次变大，而使得第一电极碳刷的磨损率变大的问题。当永磁直流电机的额定功率较低时，两极碳刷之间的压差较小，通过设定第二电极碳刷的电阻率与第一电极碳刷的电阻率的比值较高，即使得第一电极碳刷的电阻率于第二电极碳刷的电阻率相差较小，能够在减小第一电极碳刷处的换向火花的同时，有效平衡两极碳刷的换向火花的大小，使两极碳刷的磨损率相同，避免在第一电极碳刷处的换向火花较小的情况下，第二电极碳刷的电阻率因与第一电极碳刷的电阻率相差较大而使得第二电极碳刷处的换向火花变大，而使得第二电极碳刷的磨损率变大的问题。

在上述任一技术方案中，优选地，第一电极碳刷与第二电极碳刷的材质相同，且第一电极碳刷的密度小于第二电极碳刷的密度。

在该技术方案中，通过在第一电极碳刷和第二电极碳刷的制作过程中施加不同的压力，使得第一电极碳刷和第二电极碳刷中材料的密度不同，从而使得第一电极碳刷和第二电极碳刷的电阻率不同。其中，相同材料的电极碳刷的密度越大，电阻率越小。

在上述任一技术方案中，优选地，第一电极碳刷与第二电极碳刷为含有不同添加材料的石墨制件。

在该技术方案中，通过将第一电极碳刷和第二电极碳刷采用不同的材质使两极碳刷的电阻率不同，优选地，两极碳刷材质可为浸脂石墨或金属石墨，其中，金属石墨可包含铜、银等不同的金属。

在上述任一技术方案中，优选地，第一电极碳刷与第二电极碳刷的材质不同，且第一电极碳刷的密度小于第二电极碳刷的密度。

在该技术方案中，可以通过将第一电极碳刷和第二电极碳刷采用不同的材质和不同的制作压力以使两者具有不同的材料密度来使第一电极碳刷和第二电极碳刷得电阻率不同。

在上述任一技术方案中，优选地，转子还包括：转轴、设置在转轴上的转子铁芯和设置在转子铁芯上的绕组，换向器设置在转轴上，绕组与换向器的换向片相连接。

在该技术方案中，第一电极碳刷和第二电极碳刷能够在弹性件的压力作用下与换向器相接触，当电流从第一电极碳刷流入到与其相接触的换向器中的相邻两个换向片上时，电流沿着与该两个换向片相连接的绕组流动，依次流经对应的串联的绕组后，流到与第二电极碳刷相接触的两个相邻换向片上后，从第二电极碳刷上流出，其中，电流流过的绕组在磁场的作用下产生力矩，使转子转动。优选地，将换向片的个数设置为48个，相较于现有的永磁直流电机的36个换向片，减小了相邻换向片之间的压差，能够有效减少换向火花的等级。

根据本发明的另一个目的，提出了一种食物处理机，包括：如上述技术方案中任一项的永磁直流电机。

在该技术方案中，由于具有上述任一技术方案中的永磁直流电机，进而具有上述任一项永磁直流电机的有益效果，在此不一一赘述。

在上述技术方案中，优选地，食物处理机为破壁机或榨汁机或原汁机或搅拌机。

在该技术方案中，食物处理机可以为榨汁机或原汁机或破壁机或搅拌机，也可为其他应用此原理进行处理食材的厨房器具，例如具体的豆浆机、绞馅机等等。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一个实施例的永磁直流电机的主视图；

图2示出了本发明的一个实施例的永磁直流电机的俯视图；

图3示出了本发明的一个实施例的换向器的俯视图；

图4示出了本发明的一个实施例的绕组绕线示意图；

图5示出了本发明的一个实施例的绕组绕线原理图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10转子，102换向器，104转轴，106转子铁芯，108绕组，12第一电极碳刷，14第二电极碳刷。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例所述的永磁直流电机和食物处理机。

如图1和图2所示，根据本发明的第一方面实施例提出了一种永磁直流电机，用于食物处理机，包括：定子；转子10，转子10包括换向器102，换向器102设置有至少4个换向片；第一电极碳刷12，与换向器102相接触；第二电极碳刷14，与换向器102相接触；和两个弹性件，分别与第一电极碳刷12和第二电极碳刷14相连接，以使第一电极碳刷12和第二电极碳刷14在弹性件的压力作用下与换向器102相接触其中，当第一电极碳刷12与换向器102之间的换向火花大于第二电极碳刷14与换向器102之间的换向火花时，第一电极碳刷12的电阻率大于第二电极碳刷14的电阻率。

本发明通过在换向火花大的一侧设置电阻率相对较高的碳刷，在换向火花小的一侧设置电阻率相对较低的碳刷，通过将两极碳刷设置为具有不同电阻率的碳刷，能够平衡两极换向火花的大小，进而使得两极碳刷的磨损率相同，延长了电机的使用寿命。其中，电阻率高的碳刷的电阻大，能够减小该极碳刷的放电电流，进而减小了该极碳刷的换向火花，使换向火花的等级能够降到2级以下，从而减少该极碳刷的电气磨损，使它的磨损率与另一极碳刷相同，从而延长永磁直流电机的使用寿命，有效避免其中一极碳刷磨损较快而影响电机的使用，解决了永磁直流电机在转速大于等于10000rpm时，产生等级过大的电火花的问题，提高用户体验。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一电极碳刷12和第二电极碳刷14中，其中一个为正极碳刷，其中另一个为负极碳刷。

在该实施例中，第一电极碳刷12为正极碳刷，第二电极碳刷14为负极碳刷，或第一电极碳刷12为负极碳刷，第二电极碳刷14为正极碳刷。电流流过碳刷时，正/负碳刷会产生电离效应，从而令两极之间的磨损率有差异，电机运行一段时间后，因正负极弹性件压力差异大，加速了电机的一个极换向火花变大，进一步加速了该极碳刷的磨损和换向器102的灼伤，因此，无论是正极碳刷还是负极碳刷，任何一极碳刷处产生的换向火花较另一极处大时，均可设置该极处为电阻率较大的碳刷，来平衡两极碳刷处的换向火花的大小，减小换向器102的灼伤程度，使得两极碳刷处的磨损率相同，延长永磁直流电机的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，优选地，第二电极碳刷14的电阻率与第一电极碳刷12的电阻率的比值小于等于0.9。

在该实施例中，设定第二电极碳刷14的电阻率与第一电极碳刷12的电阻率的比值小于等于0.9，使得第一电极碳刷12的电阻率至少比第二电极碳刷14的电阻率大第二电极碳刷14的1/9的电阻率，在有效减小第一电极碳刷12处的电流，减小第一电极碳刷12处的换向火花的同时，能够有效平衡第一电极碳刷12处的换向火花与第二电极碳刷14处的换向火花的大小，使两极换向火花的等级相同，进而使得两极碳刷的磨损率相同，延长了电机的使用寿命，避免其中一极碳刷磨损过快而影响电机的使用，也避免其中一极的碳刷的电阻率过小，而导致另一极碳刷处的换向火花变大，而使得另一极碳刷的磨损率变大，从而影响电机的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，优选地，第二电极碳刷14的电阻率与第一电极碳刷12的电阻率的比值为0.7或0.8。

在该实施例中，将第二电极碳刷14的电阻率设定为第一电极碳刷12的电阻率的0.7或0.8倍，能够使得第一电极碳刷12的电阻率相较第二电极碳刷14的电阻率高的同时，使得第一电极碳刷12的电阻率也不会相对过低，在有效减小第一电极碳刷12处的电流，减小第一电极碳刷12处的换向火花的同时，能够有效平衡第一电极碳刷12处的换向火花与第二电极碳刷14处的换向火花的大小，使两极换向火花的等级相同，进而使得两极碳刷的磨损率相同，避免其中一极的碳刷的电阻率过小，而导致另一极碳刷处的换向火花变大，而使得另一极碳刷的磨损率变大的问题，延长电机的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，优选地，第二电极碳刷14的电阻率与第一电极碳刷12的电阻率的比值与永磁直流电机的额定功率成反比。

在该实施例中，当永磁直流电机的额定功率较高时，两极碳刷之间的压差较大，通过设定第二电极碳刷14的电阻率与第一电极碳刷12的电阻率的比值较低，即使得第一电极碳刷12的电阻率远大于第二电极碳刷14的电阻率，能够在减小第一电极碳刷12处的换向火花的同时，有效平衡两极碳刷的换向火花的大小，使两极碳刷的磨损率相同，避免在第一电极碳刷12处的换向火花较小的情况下，第二电极碳刷14的电阻率因与第一电极碳刷12的电阻率相差较小而使得第一电极碳刷12处的换向火花再次变大，而使得第一电极碳刷12的磨损率变大的问题。当永磁直流电机的额定功率较低时，两极碳刷之间的压差较小，通过设定第二电极碳刷14的电阻率与第一电极碳刷12的电阻率的比值较高，即使得第一电极碳刷12的电阻率于第二电极碳刷14的电阻率相差较小，能够在减小第一电极碳刷12处的换向火花的同时，有效平衡两极碳刷的换向火花的大小，使两极碳刷的磨损率相同，避免在第一电极碳刷12处的换向火花较小的情况下，第二电极碳刷14的电阻率因与第一电极碳刷12的电阻率相差较大而使得第二电极碳刷14处的换向火花变大，而使得第二电极碳刷14的磨损率变大的问题。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一电极碳刷12与第二电极碳刷14的材质相同，且第一电极碳刷12的密度小于第二电极碳刷14的密度。

在该实施例中，通过在第一电极碳刷12和第二电极碳刷14的制作过程中施加不同的压力，使得第一电极碳刷12和第二电极碳刷14中材料的密度不同，从而使得第一电极碳刷12和第二电极碳刷14的电阻率不同。其中，相同材料的电极碳刷的密度越大，电阻率越小。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一电极碳刷12与第二电极碳刷14为含有不同添加材料的石墨制件。

在该实施例中，通过将第一电极碳刷12和第二电极碳刷14采用不同的材质使两极碳刷的电阻率不同，优选地，两极碳刷材质可为浸脂石墨或金属石墨，其中，金属石墨可包含铜、银等不同的金属。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一电极碳刷12与第二电极碳刷14的材质不同，且第一电极碳刷12的密度小于第二电极碳刷14的密度。

在该实施例中，可以通过将第一电极碳刷12和第二电极碳刷14采用不同的材质和不同的制作压力以使两者具有不同的材料密度来使第一电极碳刷12和第二电极碳刷14得电阻率不同。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图1至图5所示，转子10还包括：转轴104、设置在转轴104上的转子铁芯106和设置在转子铁芯106上的绕组108，换向器102设置在转轴104上，绕组108与换向器102的换向片相连接。

在该实施例中，第一电极碳刷12和第二电极碳刷14能够在弹性件的压力作用下与换向器102相接触，如图3至图5所示，当电流从第一电极碳刷12流入到与其相接触的换向器102中的相邻两个换向片p1、p2上时，电流沿着与该两个换向片p1、p2分别相连接的两组绕组r2、r3流动，依次流经对应的串联的绕组108后直至绕组r46、r47后，流到与第二电极碳刷14相接触的两个相邻换向片p47、p48上，从第二电极碳刷14上流出，其中，r1和r48属于无效绕组108，电流流过的绕组108在磁场的作用下产生力矩，使转子10转动。优选地，将换向片的个数设置为48个，相较于现有的永磁直流电机的36个换向片，减小了相邻换向片之间的压差，能够有效减少换向火花的等级。

根据本发明的另一个实施例提出了一种食物处理机，包括：如上述实施例中任一项的永磁直流电机。

在该实施例中，由于具有上述任一技术方案中的永磁直流电机，进而具有上述任一项永磁直流电机的有益效果，在此不一一赘述。

在本发明的一个实施例中，优选地，食物处理机为破壁机或榨汁机或原汁机或搅拌机。

在该实施例中，食物处理机可以为榨汁机或原汁机或破壁机或搅拌机，也可为其他应用此原理进行处理食材的厨房器具，例如具体的豆浆机、绞馅机等等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁直流电机，用于食物处理机，其特征在于，包括：

定子；

转子，所述转子包括换向器，所述换向器设置有至少4个换向片；

第一电极碳刷，与所述换向器相接触；

第二电极碳刷，与所述换向器相接触；和

两个弹性件，分别与所述第一电极碳刷和所述第二电极碳刷相连接，以使所述第一电极碳刷和所述第二电极碳刷在所述弹性件的压力作用下与所述换向器相接触；

其中，当所述第一电极碳刷与所述换向器之间的产生的换向火花的等级大于所述第二电极碳刷与所述换向器之间的产生的换向火花的等级时，所述第一电极碳刷的电阻率大于所述第二电极碳刷的电阻率。

2.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第一电极碳刷和所述第二电极碳刷中，其中一个为正极碳刷，其中另一个为负极碳刷。

3.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第二电极碳刷的电阻率与所述第一电极碳刷的电阻率的比值小于等于0.9。

4.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第二电极碳刷的电阻率与所述第一电极碳刷的电阻率的比值为0.7或0.8。

5.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第二电极碳刷的电阻率与所述第一电极碳刷的电阻率的比值与所述永磁直流电机的额定功率成反比。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第一电极碳刷与所述第二电极碳刷的材质相同，且所述第一电极碳刷的密度小于所述第二电极碳刷的密度。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第一电极碳刷与所述第二电极碳刷为含有不同添加材料的石墨制件。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第一电极碳刷与所述第二电极碳刷的材质不同，且所述第一电极碳刷的密度小于所述第二电极碳刷的密度。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁直流电机，其特征在于，所述转子还包括：

转轴、设置在所述转轴上的转子铁芯和设置在所述转子铁芯上的绕组，所述换向器设置在所述转轴上，所述绕组与所述换向器的换向片相连接。

10.一种食物处理机，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的永磁直流电机。

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