CN1933289B - 马达及包括该马达的洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种马达和使用该马达的洗衣机。该马达具有定子、转子、转子框架、永磁体以及梳状极化环。该转子相对于该定子旋转。该永磁体安装在该转子框架上，并具有交替为北极和南极的突部。该梳状极化环包括多个设置在该永磁体的突部之间的齿部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。

Description

马达及包括该马达的洗衣机

技术领域

本发明涉及一种马达，更具体地，涉及一种马达及包括该马达的洗衣机。

背景技术

马达是一种将电能转换为机械能的机器，通常被称为驱动单元。马达基于电磁感应原理工作。尽管大多数马达以旋转方式产生力，也有一些马达直线地产生力。根据马达的电源，可将马达分为直流(DC)马达和交流(AC)马达。

洗衣机是一种采用上述马达作为其主要驱动源的设备，其使用混合到水中的洗涤剂经过洗涤、漂洗以及甩干过程来洗涤衣物和除去衣物上的不洁物。洗衣机包括：机械单元，利用马达或驱动单元的能量来洗涤衣物；控制单元，控制洗涤过程；以及供水和排水装置，为洗涤室注水或排水。目前使用的洗衣机可主要分为滚筒式、搅拌式以及波轮式洗衣机。

上述马达根据其设计的负载使用通入电流的永磁体，基于弗来明(Fleming)左手定则形成预定的相位角，以使马达旋转。为了在洗涤过程中产生最大的转矩，将电流的相位控制为与反电动势的相位相同，而为了在甩干过程中产生高速度，将电流的相位控制为超前于反电动势的相位。

在根据相关技术的马达中大量使用永磁体。由于永磁体是一种按重量计算价格昂贵的材料，因此马达的制造成本增加。

此外，由于根据相关技术的马达使用被压制成薄钢板的转子框架，因此上述框架具有较低的刚度以及减小的同心度和圆度。从而，在马达运行过程中产生振动并发出噪声。

发明内容

因此，本发明旨在一种电动马达和使用该电动马达的洗衣机，从而充分消除了由于相关技术的限制和缺点而产生的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种马达以及使用该马达的洗衣机，该马达使用少量的永磁体，具有改善的性能和结构。

本发明的其它优点、目的及特征将在以下说明书中阐明一部分，其另一部分对于本领域普通技术人员而言可通过研究以下内容而清楚了解，或者通过实施本发明而获知。通过在文字说明书、权利要求书以及附图中所具体指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。

为实现这些目的和其它优点，并根据本发明的目标，如在此具体实施和广泛描述的，提供一种马达，具有定子和相对于该定子旋转的转子，该马达包括：转子框架；永磁体，安装在该转子框架上，并具有交替为北极和南极的突部；以及梳状极化环，包括多个设置在该永磁体的突部之间的齿部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。

在本发明的另一方案中，提供一种洗衣机，包括：壳体；桶，安装在该壳体内部，用于容纳洗涤液；滚筒，安装该桶内部，用于容纳衣物；以及马达，包括永磁体、梳状极化环以及连接至转子的定子，该永磁体具有交替为北极和南极的突部，该梳状极化环具有设置在该永磁体的突部之间的齿部并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成，其中该马达为该滚筒提供旋转力。

在具有上述结构的马达和采用该马达的洗衣机中，具有齿部的梳状极化环安装在转子框架中，并且具有突部的永磁体配合于梳状极化环。因此，在使用较少永磁体材料的同时，该马达的性能与传统马达的性能相同或优于传统马达的性能。从而，降低马达的制造成本。

此外，在根据本发明的马达和使用该马达的洗衣机中，梳状极化环增强了转子框架，从而提高了转子框架的刚度。因此，该马达具有提高的同心度和圆度，从而使运行期间具有较少的振动和噪声。

应当理解的是，以上的概括说明和下面的详细说明都是示意性的和解释性的，其旨在提供对请求保护的发明的进一步说明。

附图说明

附图用于提供对本发明的进一步理解，其包含在本申请中并构成本申请的一部分。附图示出本发明的实施例，并和说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1为根据本发明的洗衣机的垂直截面图；

图2为根据本发明的马达的分解示意图；

图3为根据本发明的马达的转子的示意图；

图4为图3中的转子的截面图；以及

图5为永磁体在其安装到根据本发明的马达的转子中之前的示意图。

具体实施方式

下面将详细介绍本发明的优选实施例，其实例在附图中示出。在所有附图中，只要可能，使用相同的标号表示相同或相似的部件。

图1为根据本发明的洗衣机的垂直截面图。

参照图1，根据本发明的滚筒式洗衣机包括具有机箱103的主体100，该机箱103固定在上板101和下板102上，而形成内部空间。马达200和滚筒140安装在上述空间中以直接洗涤衣物。马达200被供应来自电源的电流，以使驱动轴210旋转。驱动轴210穿过桶160并固定在滚筒140的后表面上，从而当驱动轴210在其一侧旋转滚筒140时，滚筒140的相反侧可形成有与形成在机箱103中的门114并置的开口。此外，滚筒140被密闭的桶160围绕，以防止注入滚筒140中的混合有清洗剂如洗涤剂的水(以下称为“洗涤液”)泄漏。因此，在将马达200安装在桶160外部时，从马达200延伸出来的驱动轴210在穿过桶160的同时，被固定在滚筒140上。

安装在主体100中的桶160在其一侧与通风管130连通，桶160大体为圆柱形并具有开口的前端，驱动轴210穿过其后部。此外，由于在洗涤过程中必须将洗涤液注入到桶160中，因此桶160必须为密闭的。这里，滚筒140设置在桶160中，并固定在从马达200延伸出来的驱动轴210上，以被驱动轴210旋转。另外，滚筒140上形成有多个通孔141，通孔141使得从洗涤液配送器125供应到桶160中的洗涤液进入滚筒140的内部，而在滚筒140中形成预定的水位。而且，在洗涤过程结束之后的甩干过程中，通孔141使得洗涤液容易从滚筒140排出。此外，在烘干过程中，通过通风管130配送到桶160中的热空气容易通过通孔141穿过滚筒140，而烘干滚筒140中的衣物。

桶160的一侧与通风管130连通，通风管130安装有通风扇132，以将空气有力地吹入桶160中。为了加热由通风扇132通过通风入口吹入桶160中的空气，可设置加热器131。

排气管道170形成在桶160与通风入口相对一侧。排气管道170延伸到洗衣机的外部，以将由通风扇130供应到桶160中的热空气排放到外部。

此外，洗涤剂盒111沿着供水管180安装，并位于洗衣机前部的上板101之下。洗涤剂盒111为沿着一个方向打开的可移动盒。在与洗涤剂盒120的开口方向相反的一端，洗涤剂盒120连接至供应冷/热水的供水管180。冷水或热水通过供水管180被供应至洗涤剂盒120以与洗涤剂或织物柔化剂混合，并通过洗涤液配送器125被供应到桶160中。

图2为根据本发明的马达的分解示意图。

参照图2，马达200包括转子220和定子250。转子220具有安装于其中的梳状极化环230和配合于梳状极化环230的永磁体240。

定子250具有定子框架251。定子框架251形成有定子固定孔252，以容纳将要插入其中的单独的固定部件。从而，定子框架251固定在桶160上。为了可靠地固定定子框架251，可在定子框架251上形成多个彼此等距的定子固定孔252。多个绕组部分253位于定子框架251的外缘上，在绕组部分253周围缠绕有线圈254。在供电给马达200时，电流经过线圈254而将绕组部分253变为电磁体。然后，在绕组部分253与永磁体240之间形成的电磁吸/斥力将旋转力施加至转子220。图2中的标号255为霍尔传感器。霍尔传感器255检测转子的位置和速度。

转子220包括转子框架221。转子221具有预定的直径，并形成为在一侧开口的圆柱形。在转子框架222的中心处形成用于驱动轴210的驱动轴通孔222。当驱动轴210穿过驱动轴通孔222时，被固定在转子框架221上。因此，转子220能够与驱动轴210一起旋转，并且马达的旋转力被传递至滚筒140。在转子框架221的整个表面上形成多个冷却片(fin)223，在冷却片223附近形成冷却孔224。当转子220旋转时，冷却片223产生冷却气流，空气流过冷却孔224，从而使马达中产生的热排至外部。

梳状极化环230安装在转子框架221的内壁中。梳状极化环230可通过压装或者焊接固定在转子框架221上。梳状极化环230包括具有预定半径的体部231。体部231形成为一个整体，其形状为具有预定半径的环形。多个齿部232从体部231突出预定的距离。在齿部232之间形成间隙233。为了具有均匀的极性，齿部232和间隙233可具有相同的尺寸并均匀地分布。齿部232设置在永磁体240的磁极之间，磁性低于永磁体240。梳状极化环230由矫顽力小于200KA/m的磁性材料形成。梳状极化环230在马达200的运行期间产生磁阻(reluctance)转矩。

永磁体240配合于梳状极化环230。永磁体240形成有交替为N极和S极的部分。永磁体240包括体部241。体部241形成为一个整体的环，并具有与梳状极化环230的体部231相同的直径。体部241具有多个突部242，每个突部242为一个永磁体。在突部242之间形成间隙243。永磁体240可由具有高磁力的稀土元素基磁体形成。具体地，永磁体240可由稀土元素与橡胶或塑料的混合物形成。在这样形成永磁体240时，其在具有弹性的同时保持预定的磁力。因此，永磁体可制成为细长带，在制成之后该带可容易地弯成具有预定直径的上述环形。永磁体240的突部242的数量决定了马达200的磁极的数量，在将永磁体240附着在转子220的内壁上之后，将永磁体240沿径向压向该壁。压向该壁的永磁体240产生磁通量。即，永磁体240包括为马达200提供旋转力的磁性成分。图2中的标号225为定位孔。定位孔225形成在转子框架221的下表面上，以易于装配梳状极化环230和永磁体240。

这里，梳状极化环230的截面与永磁体的截面的尺寸之比可为1/17至6/12、2/16至5/13以及3/15至4/14中的任一个。

图3为根据本发明的马达的转子的示意图，而图4为图3中的转子的截面图。

参照图3和图4，转子220包括圆柱形转子框架221。转子框架221在其一侧开口。梳状极化环230和永磁体240安装在转子框架221中。齿部232和间隙233形成在梳状极化环230上，而突部242和间隙243形成在永磁体240上。梳状极化环230和永磁体240啮合在一起。

在本实施例中，齿部232安装为朝向转子框架221的开口侧突出，而突部242形成为从永磁体240向下突出以与齿部232啮合。在这样形成时，具有低磁性的梳状极化环230设置在永磁体的突部242之间。因此，这种结构能够利用磁阻转矩，从而使该马达的性能与传统马达相同或优于传统马达，同时减少磁性材料的数量。从而，减少马达200的制造成本。此外，因为梳状极化环230得到增强，所以转子框架220变得更刚性化。因此，提高了马达200的同心度和圆度，从而能够减少马达200运行期间的振动和噪声。

齿部232可安装为朝向转子框架221的下表面延伸，而永磁体240的突部242可安装为向上延伸。

图5为永磁体在其安装到根据本发明的马达的转子中之前的示意图。

参照图5，永磁体240包括体部241。永磁体240的突部242从体部241规则地延伸预定的距离。在这种结构中，需要使用的永磁体的数量减少，从而减少了马达200的制造成本。

永磁体240由强磁化的稀土材料形成。从而，永磁体240可由包括橡胶或其它材料的混合物形成。因此，永磁体240在可弯曲的同时具有足够的磁力。在本实施例中，永磁体240形成为预定长度的带形；然而，永磁体240也可以形成为具有预定直径的环形。永磁体240可被哈尔巴赫(halbach)磁化。

下面将提供马达200的运行的简要描述。

首先，永磁体发出场磁体磁通量。线圈254经受相位比该磁通量超前90°的反电动势。安装在定子250上的霍尔传感器255检测转子220的旋转位置和速度。

根据负载情况，通入相位相对于该磁通量的相位偏移预定量的电流，从而使转子220根据弗来明左手定则而旋转。从而，产生马达200的旋转力。

为了在洗涤过程中产生最大的转矩，在采用马达200的洗衣机100中，将电流的相位控制为与反电动势的相位相同，并且为了在甩干过程中产生高速度，将电流的相位控制为超前于反电动势的相位。

在具有上述结构的马达和采用该马达的洗衣机中，具有齿部的梳状极化环安装在转子框架中，并且具有突部的永磁体配合于梳状极化环。因此，在使用较少永磁体材料的同时，该马达的性能与传统马达的性能相同或优于传统马达的性能。从而，降低马达的制造成本。

此外，在根据本发明的马达和使用该马达的洗衣机中，梳状极化环增强了转子框架，从而提高了转子框架的刚度。因此，该马达具有提高的同心度和圆度，从而使运行期间具有较少的振动和噪声。

对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明应覆盖落入所附权利要求书及其等效范围内的本发明的修改和变化。

Claims (9)

1.一种马达，具有定子和相对于该定子旋转的转子，该马达包括：

转子框架；

永磁体，安装在该转子框架上，并具有体部，该体部具有交替为北极和南极的多个突部以及形成在所述突部之间的间隙；以及

梳状极化环，包括一个体部，该体部具有多个齿部以及形成在所述齿部之间的间隙，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成；

其中，所述永磁体的突部与所述梳状极化环的齿部啮合。

2.如权利要求1所述的马达，其中该梳状极化环的矫顽力小于200KA/m。

3.如权利要求1所述的马达，其中该梳状极化环的齿部与该永磁体的突部的尺寸之比在以下任一个范围中：1/17至6/12、2/16至5/13及3/15至4/14。

4.如权利要求1所述的马达，其中该梳状极化环形成为一个整体环形。

5.如权利要求1所述的马达，其中，该梳状极化环的齿部沿着朝向该转子框架的开口侧的方向突出，而该永磁体的突部沿着与该齿部的突出方向相反的方向突出，以与该齿部啮合。

6.如权利要求1所述的马达，其中，该梳状极化环的齿部朝向该转子框架的底表面突出，而该永磁体的突部沿着与该齿部的突出方向相反的方向突出，以与该齿部啮合。

7.如权利要求1所述的马达，其中该永磁体由铁磁稀土材料形成，并为具有预定长度的细长带形。

8.如权利要求7所述的马达，其中该永磁体被哈尔巴赫磁化。

9.如权利要求1所述的马达，其中该转子框架包括用于将该梳状极化环装配在该永磁体上的定位孔。

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