CN114465433A - 波轮洗衣机用双转子无刷电机及其在洗衣机中的安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种波轮洗衣机用双转子无刷电机及其在洗衣机中的安装结构，通过在定子的内外侧分别设置内部线圈和外部线圈，利用内部线圈产生的磁场与内转子形成闭合磁回路，驱动内转子转动，利用外部线圈产生的磁场与外转子形成闭合磁回路，驱动外转子转动，从而实现内转子与外转子的独立驱动控制，由于具有两个可独立输出的转子，因此，采用本发明所述双转子无刷电机驱动波轮洗衣机的波轮和内筒时，可以取消离合器，将波轮直接与内转子的内转轴固定连接，将内筒直接与外转子固定连接，这样既能够降低洗衣机的整体高度及重心高度，提高洗衣机的工作稳定性，同时还消除了离合器切换和传动带来的噪声，大大提高了用户体验感。

Description

波轮洗衣机用双转子无刷电机及其在洗衣机中的安装结构

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种波轮洗衣机用双转子无刷电机及其在洗衣机中的安装结构。

背景技术

波轮洗衣机是一种立式洗衣机，主要包括外壳、固定连接在外壳内用于盛水的外筒、转动连接在外筒内用于盛放衣物的内筒、转动连接在内筒底面用于搅动水流和衣物的波轮以及驱动内筒和波轮转动的驱动机构构成，传统的波轮洗衣机所使用的驱动机构包括电机和离合器，通常通过离合器来连接电机输出轴和内筒、波轮，由于需要安装离合器，因此外壳底部需要预留较高的驱动机构安装空间，导致洗衣机整体高度较高，重心较高，洗衣过程中洗衣机稳定性差。同时，由于安装了离合器，洗衣机在运行的时候，会发出较大的噪音，特别是在功能切换的时候，离合器的动作也会发出较大噪音，导致用户体验感不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种轮洗衣机用双转子无刷电机，该电机解决目前波轮洗衣机重心高、工作稳定性差、工作噪音大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：波轮洗衣机用双转子无刷电机，包括内转子、套设在内转子外部的定子、套设在定子外部的外转子，内转子与定子之间、外转子与定子之间均具有气隙，所述定子包括背轭、周向均布于背轭内周面上的多个内齿、周向均布于背轭外周面上的多个外齿，各内齿上绕设有内部线圈，各外齿上绕设有外部线圈，内转子包括内转轴、固定套接在内转轴上的中心铁芯和周向均布于内转轴周围且与中心铁芯连接的多片内磁瓦，外转子包括外壳体和周向均布于外壳体内周面上的多片外磁瓦。

作为一种优选方案，所述背轭的上端固定连接有一个顶盖，背轭的下端固定连接有一个底盖，顶盖中心开设有前轴孔，内转轴分别与顶盖、底盖转动连接，内转轴前端伸出顶盖外。

作为一种优选方案，所述背轭上周向均布有至少三个轴向延伸的通孔，顶盖上开设有与通孔一一对应的上定位孔，底盖上开设有与通孔一一对应的下定位孔，任一通孔与对应上定位孔、下定位孔同轴设置，所述顶盖和底盖分别通过与通孔一一对应的螺栓固定连接在背轭上，螺栓依次穿过顶盖、背轭、底盖后，与螺母螺纹连接。

作为一种优选方案，所述顶盖上端中心连接有一凸台，凸台中心垂直连接有一支撑圆管，支撑圆管与前轴孔同轴设置，所述内转轴前端穿过支撑圆管伸出支撑圆管外，所述外壳体包括圆筒体和连接在圆筒体一端的环形转盘，环形转盘套设在支撑圆管外并与支撑圆管转动连接。

作为一种优选方案，所述转盘上端中心一体成型有一个套管，套管与支撑圆管同轴设置，套管上端连接有法兰盘，所述内转轴的上端向上伸出套管外，所述底盖下端面上连接有多个垂直向下延伸的定位柱。

作为一种优选方案，所述转盘上周向均布有多个顶端进风口，外磁瓦贴设于圆筒体下端内周面上，圆筒体上端内周面上周向均布有多个径向向内延伸的叶片，所述顶盖扣接在定子顶端并与定子顶端之间形成上散热腔，底盖扣接在定子底端并与定子底端之间形成下散热腔，顶盖的侧壁上开设有多个周向均布的侧进风口，侧进风口与叶片正对且与上散热腔连通，底盖的侧壁上开设有多个周向均布的侧排风口，侧排风口与下散热腔连通。

本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种上述双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构，以解决目前波轮洗衣机重心高、工作稳定性差、工作噪音大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构，所述双转子无刷电机为上述双转子无刷电机，该双转子无刷电机的内转轴插入波轮与波轮固定连接，内转轴带动波轮转动，外转子与洗衣机内筒底部固定连接，带动内筒转动，定子下端固定连接在洗衣机底部的固定架上。

作为一种优选方案，所述外转子通过法兰盘与内筒下端固定连接。

作为一种优选方案，所述定子通过其下端的底盖与固定架固定连接，固定架上开设有与底盖上的定位柱一一对应的连接孔，定位柱一一对应地插接在连接孔内实现定位，固定架上还开设有与下定位孔一一对应的锁紧孔内，所述螺栓自上向下依次穿过上定位孔、通孔、下定位孔和锁紧孔后通过螺母锁紧。

本发明的有益效果是：本发明通过对双转子无刷电机结构进行改进，在定子的内外侧分别设置内部线圈和外部线圈，利用内部线圈产生的磁场与内转子形成闭合磁回路，驱动内转子转动，利用外部线圈产生的磁场与外转子形成闭合磁回路，驱动外转子转动，从而实现内转子与外转子的独立驱动控制，由于具有两个可独立输出的转子，因此，采用本发明所述双转子无刷电机驱动波轮洗衣机的波轮和内筒时，可以取消离合器，采用直接连接驱动，即将波轮直接与内转子的内转轴固定连接，将内筒直接与外转子固定连接，这样既能够降低洗衣机的整体高度及重心高度，提高洗衣机的工作稳定性，同时还消除了离合器切换和传动带来的噪声，大大提高了用户体验感。

而本发明提供的双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构便是一种电机与波轮、内筒直接连接结构，该连接结构简单，安装方便，特别是定子与固定架的连接结构，通过螺栓依次穿过顶盖、背轭、底盖、和固定架后用螺母锁紧，大大提高了电机与固定架的连接稳定性，降低双转子无刷电机运行过程中产生的噪音。通过采用双转子无刷电机与波轮、内筒直接连接的方式消除了离合器，降低了波轮洗衣机的高度及重心高度，提高了洗衣机工作稳定性，消除了离合器切换和传动带来的噪声。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明所述应用于波轮洗衣机的双转子无刷电机的半剖结构示意图；

图2是本发明所述顶盖、定子、底盖的连接结构示意图；

图3是本发明所述双转子无刷电机在波轮洗衣机内的连接结构示意图；

图4是本发明所述双转子无刷电机与固定架的具体连接结构示意图；

图5是本发明所述内转子的一种具体结构示意图；

图6是本发明所述定子的俯视图；

图1~图6中：1、内转子，101、中心铁芯，102、内磁瓦，2、定子，201、背轭，202、内齿，203、外齿，204、内部线圈，205、外部线圈，3、外转子，301、外壳体，302、外磁瓦，301a、圆筒体，301b、转盘，4、内转轴，5、顶盖，6、底盖，7、前轴孔，8、后轴孔，9、凸台，10、支撑圆管，11、通孔，12、上定位孔，13、下定位孔，14、螺栓，15、螺母，16、套管，17、法兰盘，18、定位柱，19、顶端进风口，20、叶片，21、上散热腔，22、下散热腔，23、侧进风口，24、侧排风口，25、波轮，26、内筒，27、固定架，28、连接孔，29、锁紧孔，30、插孔，31、第一轴承，32、第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

如图1~图6所示，波轮洗衣机用双转子无刷电机包括内转子1、套设在内转子1外部的定子2、套设在定子2外部的外转子3，内转子1与定子2之间、外转子3与定子2之间均具有气隙，如图6所示，定子2包括背轭201、周向均布于背轭201内周面上的多个内齿202、周向均布于背轭201外周面上的多个外齿203，各内齿202上绕设有内部线圈204，各外齿203上绕设有外部线圈205，内转子1包括内转轴4、固定套接在内转轴4上的中心铁芯101和周向均布于内转轴4周围且与中心铁芯101连接的多片内磁瓦102，内磁瓦102可以贴接在中心铁芯10的外周面上，也可以如图5所示，在中心铁芯101外缘开设周向均布的插孔30，将内磁瓦102一一对应地插接在插孔内，以获得内磁瓦102与中心铁芯101更可靠的连接。外转子3包括外壳体301和周向均布于外壳体301内周面上的多片外磁瓦302。

本实施例中，背轭201、内齿202和外齿203共同构成定子铁芯，定子铁芯优选采用包塑结构，绝缘耐压等级高，适用于高压、低压不同的使用领域。还可简化电机装配工艺，提高电机工作稳定性。

本实施例中，各内部线圈204导电后产生的磁场驱动内转子1转动，各外部线圈205导电后产生的磁场驱动外转子3转动，内部线圈204和外部线圈205可独立控制，从而控制内转子1和外转子3分别对外输出扭矩。在将该双转子无刷电机应用到波轮洗衣机内时，可直接用内转子1驱动波轮25，用外转子3驱动内筒26，从而取消了传动波轮洗衣机中使用的离合器，该双转子无刷电机结构紧凑、安全可靠、体积小、质量轻、成本低，在波轮洗衣机领域具有广阔的市场应用前景。

如图1所示，本实施例中的定子背轭201的上端固定连接有一个顶盖5，背轭201的下端固定连接有一个底盖6，顶盖5中心开设有前轴孔7，底盖6中心开设有与前轴孔7同轴设置的后轴孔8，内转轴4分别通过第一轴承31与顶盖5、底盖6转动连接，内转轴4前端伸出顶盖5外。

顶盖5和底盖6构成了一个用于支撑和定位内转子1的支架，使内转子1能够稳定地位于定子2中心转动。

如图2所示，定子2的背轭201上周向均布有至少三个轴向延伸的通孔11，顶盖5上开设有与通孔11一一对应的上定位孔12，底盖6上开设有与通孔11一一对应的下定位孔13，任一通孔11与对应上定位孔12、下定位孔13同轴设置，所述顶盖5和底盖6分别通过与通孔11一一对应的螺栓14固定连接在背轭201上，螺栓14依次穿过顶盖5、背轭201、底盖6后，与螺母15螺纹连接。通过贯穿顶盖5、背轭201和底盖6的螺栓14将三者进行固定，大大提高了顶盖5、底盖6与定子2的连接稳定性，从而进一步提高内转子1的转动稳定性，降低内转子1的转动噪音。同时，该连接方式更节省空间，可进一步缩小双转子无刷电机的体积。

如图1和图2所示，本实施例中，顶盖5上端中心连接有一凸台9，凸台9中心垂直连接有一支撑圆管10，支撑圆管10与前轴孔7同轴设置，所述内转轴4前端穿过支撑圆管10伸出支撑圆管10外，所述外壳体301包括圆筒体301a和连接在圆筒体301a一端的环形转盘301b，环形转盘301b套设在支撑圆管10外并通过第二轴承32与支撑圆管10转动连接，第二轴承32下端与凸台9抵接。转盘301b上端中心一体成型有一个套管16，套管16与支撑圆管10同轴设置，套管16上端连接有法兰盘17，套管16内也设置有一个第二轴承32，套管16通过该第二轴承32与支撑圆管10转动连接。所述内转轴4的上端向上伸出套管16外，所述底盖6下端面上连接有多个垂直向下延伸的定位柱18。定位柱18用于连接洗衣机内的固定架27。

本实施例中支撑圆管10、凸台9与顶盖5一体成形，支撑圆管10、凸台9和顶盖5实现了内转子1和外转子3转动的分离，同时，这种结构，支撑圆管10间接增大了第二轴承32，可以增加外转子3的承载能力。通过设置套管16，使外转子3能够通过两个第二轴承32与支撑圆管10转动连接，使其承受的力分布均匀，不易发生断裂等结构失效问题，安全可靠。

如图1所示，转盘301b上周向均布有多个顶端进风口19，外磁瓦302贴设于圆筒体301a下端内周面上，圆筒体301a上端内周面上周向均布有多个径向向内延伸的叶片20，所述顶盖5扣接在定子2顶端并与定子2顶端之间形成上散热腔21，底盖6扣接在定子2底端并与定子2底端之间形成下散热腔22，顶盖5的侧壁上开设有多个周向均布的侧进风口23，侧进风口23与叶片20正对且与上散热腔22连通，底盖6的侧壁上开设有多个周向均布的侧排风口24，侧排风口24与下散热腔22连通。

双转子无刷电机的内转子1是驱动波轮25转动的，因此其虽然扭矩大，但转速低，发热量不大，而外转子3是驱动内筒26转动的，主要用于衣物脱水，因此转速高，扭矩大，外围线圈205的发热量也较大，在转盘301b上开设顶端进风口19可在外转子3高速旋转时将电机外部冷空气带入电机内部，从外转子3和定子2之间的气隙向下流动，对定子2上的外部线圈205进行风冷，降低电机工作温度，提高电机工作稳定性，延长电机使用寿命。

同时，在外转子3的圆筒体301a上端内壁上设置叶片20，在顶盖5侧壁上设置侧进风口23，在底盖6侧壁上设置侧排风口24，这样，在外转子3高速转动过程中，叶片20能够将外转子3和定子2之间的空气吹入上散热腔21内，冷空气沿定子2与内转子1之间的气隙以及内部内齿202之间的齿槽向下流动，对内部线圈204进行冷却，最后从侧排风口24排出。

实施例2：

如图3和图4所示的双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构，本实施例中采用的双转子无刷电机为实施例1中所述的双转子无刷电机，该双转子无刷电机的内转轴4插入波轮25与波轮25固定连接，内转轴4带动波轮25转动，外转子3通过法兰盘17与洗衣机内筒26底部固定连接，带动内筒26转动，定子2下端固定连接在洗衣机底部的固定架27上。具体地，本实施例中的定子2通过其下端的底盖6与固定架27固定连接，固定架27上开设有与底盖6上的定位柱18一一对应的连接孔28，定位柱18一一对应地插接在连接孔28内实现定位，固定架27上还开设有与下定位孔一一对应的锁紧孔29内，所述螺栓14自上向下依次穿过上定位孔12、通孔11、下定位孔13和锁紧孔29后通过螺母15锁紧。

本发明工作过程是：首先按实施例2的方式将实施例1所述的双转子无刷电机安装到波轮洗衣机中，在洗衣服过程中，可单独对各内部线圈204进行通电，使内转子1按预定的转动速度和转动方向工作，带动波轮25搅动洗衣机内部的洗涤液对衣物进行搓洗，也可同时对内部线圈204和外部线圈205进行通电，内部线圈204驱动内转子1转动，内转子1的内转轴4带动波轮25转动，外部线圈204驱动外转子3转动，外转子3带动内筒26转动，内筒26和波轮25可相互配合，反向转动，对衣物进行揉搓，提高洗涤效果。

在对衣物进行脱水时，可单独对外部线圈205进行通电，由外部线圈205驱动外转子3高速转动，对衣物进行脱水，如果在脱水过程中，静止的波轮25对衣物起到阻挡作用，可以同时对内部线圈204进行通电，内部线圈204驱动内转子1与外转子3同步转动，从而提高脱水效果。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.波轮洗衣机用双转子无刷电机，包括内转子（1）、套设在内转子（1）外部的定子（2）、套设在定子（2）外部的外转子（3），内转子（1）与定子（2）之间、外转子（3）与定子（2）之间均具有气隙，其特征在于，所述定子（2）包括背轭（201）、周向均布于背轭（201）内周面上的多个内齿（202）、周向均布于背轭（201）外周面上的多个外齿（203），各内齿（202）上绕设有内部线圈（204），各外齿（203）上绕设有外部线圈（205），内转子（1）包括内转轴（4）、固定套接在内转轴（4）上的中心铁芯（101）和周向均布于内转轴（4）周围且与中心铁芯（101）连接的多片内磁瓦（102），外转子（3）包括外壳体（301）和周向均布于外壳体（301）内周面上的多片外磁瓦（302）。

2.根据权利要求1所述的双转子无刷电机，其特征在于，所述背轭（201）的上端固定连接有一个顶盖（5），背轭（201）的下端固定连接有一个底盖（6），顶盖（5）中心开设有前轴孔（7），内转轴（4）分别与顶盖（5）、底盖（6）转动连接，内转轴（4）前端伸出顶盖（5）外。

3.根据权利要求2所述的双转子无刷电机，其特征在于，所述背轭（201）上周向均布有至少三个轴向延伸的通孔（11），顶盖（5）上开设有与通孔（11）一一对应的上定位孔（12），底盖（6）上开设有与通孔（11）一一对应的下定位孔（13），任一通孔（11）与对应上定位孔（12）、下定位孔（13）同轴设置，所述顶盖（5）和底盖（6）分别通过与通孔（11）一一对应的螺栓（14）固定连接在背轭（201）上，螺栓（14）依次穿过顶盖（5）、背轭（201）、底盖（6）后，与螺母（15）螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的双转子无刷电机，其特征在于，所述顶盖（5）上端中心连接有一凸台（9），凸台（9）中心垂直连接有一支撑圆管（10），支撑圆管（10）与前轴孔（7）同轴设置，所述内转轴（4）前端穿过支撑圆管（10）伸出支撑圆管（10）外，所述外壳体（301）包括圆筒体（301a）和连接在圆筒体（301a）一端的环形转盘（301b），环形转盘（301b）套设在支撑圆管（10）外并与支撑圆管（10）转动连接。

5.根据权利要求4所述的双转子无刷电机，其特征在于，所述转盘（301b）上端中心一体成型有一个套管（16），套管（16）与支撑圆管（10）同轴设置，套管（16）上端连接有法兰盘（17），所述内转轴（4）的上端向上伸出套管（16）外，所述底盖（6）下端面上连接有多个垂直向下延伸的定位柱（18）。

6.根据权利要求5所述的双转子无刷电机，其特征在于，所述转盘（301b）上周向均布有多个顶端进风口（19），外磁瓦（302）贴设于圆筒体（301a）下端内周面上，圆筒体（301a）上端内周面上周向均布有多个径向向内延伸的叶片（20），所述顶盖（5）扣接在定子（2）顶端并与定子（2）顶端之间形成上散热腔（21），底盖（6）扣接在定子（2）底端并与定子（2）底端之间形成下散热腔（22），顶盖（5）的侧壁上开设有多个周向均布的侧进风口（23），侧进风口（23）与叶片（20）正对且与上散热腔（22）连通，底盖（6）的侧壁上开设有多个周向均布的侧排风口（24），侧排风口（24）与下散热腔（22）连通。

7.双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构，其特征在于，所述双转子无刷电机为权利要求1~6任一所述双转子无刷电机，该双转子无刷电机的内转轴（4）插入波轮（25）与波轮（25）固定连接，内转轴（4）带动波轮（25）转动，外转子（3）与洗衣机内筒（26）底部固定连接，带动内筒（26）转动，定子（2）下端固定连接在洗衣机底部的固定架（27）上。

8.根据权利要求7所述的双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构，其特征在于，所述外转子（3）通过法兰盘（17）与内筒（26）下端固定连接。

9.根据权利要求7所述的双转子无刷电机在洗衣机中的安装结构，其特征在于，所述定子（2）通过其下端的底盖（6）与固定架（27）固定连接，固定架（27）上开设有与底盖（6）上的定位柱（18）一一对应的连接孔（28），定位柱（18）一一对应地插接在连接孔（28）内实现定位，固定架（27）上还开设有与下定位孔一一对应的锁紧孔（29）内，所述螺栓（14）自上向下依次穿过上定位孔（12）、通孔（11）、下定位孔（13）和锁紧孔（29）后通过螺母（15）锁紧。

Images