CN202652001U - 电机与控制系统一体化装置和具有该装置的洗衣机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于洗衣机的电机与控制系统一体化装置（4），所述一体化装置包括电机和用于控制所述电机运转的控制系统（3），所述电机包括转子总成（1）和定子总成（2），其中所述控制系统（3）紧固在所述定子总成（2）上。本实用新型还涉及一种包括所述电机与控制系统一体化装置的洗衣机。所述一体化装置结构紧凑、占用空间减小，免除了连接电机与控制系统的长线束，并且在生产线上不用分别对电机与控制系统进行装配，简化了整机的安装步骤，节省了安装工时，从而能够降低材料成本和制造成本，有利于满足机电一体的模块化生产需求。

Description

电机与控制系统一体化装置和具有该装置的洗衣机

技术领域

本实用新型涉及一种尤其用于洗衣机的电机与控制系统一体化装置，以及包括该一体化装置的洗衣机。

背景技术

在现有技术中，用于驱动洗衣机进行洗涤或脱水工作的电机和用于控制该电机运转（主要是调控电机转速）的控制系统是彼此分离地装设在洗衣机中的。控制系统一般安设在一控制盒内，与电机的安设位置离得较远，并且需要用长的线束使它们相连，这样就使得整体结构分散、占用空间大、材料成本高。另外，电机与控制系统分离的结构使得洗衣机制造者在生产线上要分别对电机和控制系统进行装配，会耗费较多的劳力和工时。

为解决以上不足之处，需设计一种在装配上更加简单紧凑的电机与控制系统结构。

实用新型内容

本实用新型鉴于上述目的而作出。

一方面，本实用新型提供了一种用于洗衣机的电机与控制系统一体化装置，所述一体化装置包括电机和用于控制所述电机运转的控制系统，所述电机包括转子总成和定子总成，所述一体化装置的特征在于，所述控制系统紧固在所述定子总成上。

另一方面，本实用新型提供了一种包括所述电机与控制系统一体化装置的洗衣机。

本实用新型的电机与控制系统一体化装置及洗衣机将控制系统与电机集成在一起而成为一体化结构，使得整体结构紧凑、占用空间减小，免除了连接电机与控制系统的长线束，并且在生产线上不用分别对电机与控制系统进行装配，简化了整机的安装步骤，节省了安装工时，从而能够降低材料成本和制造成本，有利于满足机电一体的模块化生产需求。

附图说明

图1a和1b分别是示出根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置的电机转子总成的侧视剖视图和透视图；

图2是示出根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置的电机定子总成的透视图；

图3是示出根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置的控制系统的透视图；

图4a和4b分别是示出根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置的分解图和总视图；

图5是示出根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置安装在洗衣机中的剖视图；

图6示出与根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置固定连接的连接法兰的一种示例性构型；以及

图7a和7b分别是示出安装在图6所示的连接法兰上的一种示例性防水罩的透视图和细节放大图。

具体实施方式

下面结合附图对根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置进行描述。参照图1a、1b、2、3、4a和4b，根据本实用新型该实施例的电机与控制系统一体化装置4包括电机和用于控制电机运转的控制系统3，其中电机例如为无刷永磁电机（直流无刷电机），其包括转子总成1和定子总成2。

如图1a和1b所示，转子总成1可采用外转子式结构，其包括由底壁11和周壁12构成的壳体、设置在周壁12内侧的导磁环13和多个磁体14、以及设置在底壁11中央的联轴器16。导磁环13可由薄钢带缠绕而成或由厚钢板制成，多个磁体14可沿转子的周向排布，导磁环13的内表面与磁体14的外表面为无间隙配合。所述壳体可用非金属材料（如塑料）注塑而成，而导磁环13和磁体14可作为所述壳体的镶嵌件通过嵌件成型法与所述壳体一体形成。同样，联轴器16可作为与所述壳体分离的部件（在这种情况下，其可由金属制成）被嵌件成型在所述壳体中，但是联轴器16也可作为所述壳体的一体部分直接在所述壳体上用相同的材料注塑而成。联轴器16可与要由本实用新型的电机与控制系统一体化装置驱动的装置或部件（例如，洗衣机或其减速离合器）的输入轴固定连接，使得转子总成1的旋转经联轴器16传递给该输入轴。另外，在所述壳体的底壁11的任一个侧面或两个侧面上可设置风叶15，用于在转子旋转过程中起散热冷却作用。

如图2所示，定子总成2包括环形的定子铁芯21和分别覆盖定子铁芯21的两个轴向端面的两个环形的绝缘端盖22，这样定子总成2整体呈具有内孔的环形。两个绝缘端盖22可例如通过注塑法一体地或分开地形成。在定子铁芯21的沿周向排布的多个轭部上都卷绕有绕组23。另外，在绝缘端盖22上能可选地安设用于检测转子位置的位置传感器24（例如，霍尔传感器）。定子总成2具有在其周向上等间隔地从定子铁芯21和绝缘端盖22朝内孔中心突出的多个突出部25（在本实施例中为三个），每个突出部上都具有开孔26，用于实现定子总成2与控制系统3或其它部件的紧固连接。在突出部25的轴向端面上还可设置定位结构27，例如立柱或小孔。

如图3所示，控制系统3可包括线路板31和载持在线路板31上的各种元器件34（例如，电容器、散热片等等）。线路板31在中央具有供洗衣机的输入轴穿过的通孔。可选地，在有必要为控制系统3采取防水措施的情况下，控制系统3还可包括外壳32和灌封材料33。外壳32可呈浅盘状并具有竖立的周壁。线路板31安放在外壳32中，灌封材料33覆盖在线路板31上以对线路板31形成隔离保护作用，避免洒到控制系统3上的水渗漏到线路板31中对电子电气线路产生损害。外壳32的主要作用是在灌装到线路板31上的灌封材料33尚未凝固硬化时避免灌封材料流动散开。与线路板31中央的通孔对应地，外壳32的底壁中央也设有通孔。在外壳32的底壁上还设有多个定位和紧固凸台35（在本实施例中同样为三个），在凸台35中形成有与定子总成2的突出部25中的开孔26对应的开孔。

根据本实用新型，控制系统紧固在电机的定子总成上而与电机集成为一体。在本实施例中，如图4a所示，控制系统3将紧固在定子总成2的一个轴向侧面上，其中控制系统3的外廓形被设计成大致与定子总成2的内孔形状匹配。具体地，在将控制系统3组装到定子总成2上时，使控制系统3上的多个定位和紧固凸台35中的开孔分别与定子总成2上的多个突出部25中的对应开孔26对准，并将紧固件（如螺栓、螺钉等）穿过对准的开孔以将控制系统3与定子总成2紧固在一起。根据紧固件的具体形式及紧固的具体方式，所述开孔可为通孔或带螺纹的盲孔。在控制系统3未配备外壳32的情况下，可直接在线路板31上设置开孔以与定子总成2上的对应开孔对准。

从图4a可知，在控制系统3与定子总成2紧固在一起之后，它们被安放在转子总成1中，使得转子总成1包围定子总成2，并且控制系统3位于转子总成1的壳体底壁11与定子总成2之间，这样便构成了图4b所示的根据本实用新型的电机与控制系统一体化装置4。这里，洗衣机的输入轴在经由联轴器16固定连接在转子总成1上之后，它将穿过控制系统3中央的通孔和定子总成2的内孔沿轴向延伸，并连接到洗衣机的减速离合器或滚筒；而紧固在一起的控制系统3与定子总成2则需要安装在洗衣机的固定不动的装置或部件上。

图5示出了根据本实用新型上述实施例的电机与控制系统一体化装置安装在洗衣机中的剖视图。这里例示出的是具有减速离合器7的波轮式洗衣机。包括转子总成1、定子总成2和控制系统3的电机与控制系统一体化装置整体呈水平布置，而洗衣机的减速离合器7的输入轴9竖直布置。洗衣机的输入轴9的下端例如通过螺帽17固定连接在转子总成1中的联轴器16上，而上端与减速离合器7连接以向其传递旋转并进而驱动洗衣机工作。如图5所示，控制系统3通过紧固结构8紧固在定子总成2上，紧固结构8例如包括如上所述的设置在控制系统3和定子总成2上的对应开孔和紧固件（这里为了简化起见省略了控制系统3的外壳以及外壳上的定位和紧固凸台）。定子总成2和控制系统3经由连接法兰5固定连接在减速离合器7的外壳上。在连接法兰5上还可安装有防水罩6以防止洗衣机中的水漏到电机上。

图6示出了连接法兰5的一种示例性构型。连接法兰5大体呈带有底壁的筒状。在筒壁上沿周向等间隔地设有三个凸部54，在凸部54上具有两个开孔53和可选的定位结构52（例如，小孔或立柱）。在与定子总成2固定连接时，连接法兰5的各凸部54中的开孔53与定子总成2的突出部25中的开孔26对准以供紧固件（如螺栓、螺钉等）穿过而实现固定连接。在此过程中，附加地，可利用定子总成2的突出部25上的定位结构27（立柱或小孔）与连接法兰5的凸部54上的定位结构52（小孔或立柱）之间的配合进行定位，以便于上述开孔的对准。设在连接法兰5的底壁上的安装孔56可用于将连接法兰5固定在减速离合器7的底面上（见图5）。在连接法兰5的中央也设有供洗衣机的输入轴穿过的通孔。连接法兰5的径向尺寸和轴向厚度（即凸部54的轴向高度）可根据所要连接的电机的尺寸和安装位置进行调整。另外，在连接法兰5的筒壁上还沿周向等间隔地向外伸出有多个突耳55，在突耳55中设有开孔51。突耳55用于在连接法兰5上安装防水罩6。

图7a示出了防水罩6的一种示例性构型。防水罩6呈盘状，并具有形状与连接法兰5的外廓形匹配的中央通孔。在中央通孔的边缘处沿周向等间隔地设有三个连接结构61。如放大示出图7a中的细部A的图7b所示，连接结构61可呈对称布置的两个弹性插头的形式。在将防水罩6安装到连接法兰5上时，将弹性插头61插入穿过连接法兰5上的对应突耳55中的开孔51内，并且利用插头端部的倒钩防止防水罩6从连接法兰5脱开（见图5）。

图5示出的是采用竖直轴的波轮式洗衣机的情况，而对于采用水平轴或输入轴以一定角度倾斜的滚筒式洗衣机（洗衣机的输入轴水平布置或以一定角度倾斜布置）来说，则不需要连接法兰5，定子总成2可直接用紧固件固定连接在洗衣机的外筒（相应地，其轴线水平布置或以一定角度倾斜布置）的底面上。此时，电机及控制系统相对于外筒的安装位置可例如通过调节定子总成的绝缘端盖的轴向厚度来进行调整。另外，在这种情况下一般没有防水要求，因而也不需要安设防水罩6。相应地，对于滚筒式洗衣机来说，若漏水到控制系统上的可能性很低，则在控制系统3上也可以不必设置外壳和灌封材料。

上面描述了根据本实用新型一实施例的电机与控制系统一体化装置的示例性结构及其安装方式。要指出的是，其中所提到的各部件之间的紧固或固定连接（例如，控制系统3与定子总成2的紧固连接，定子总成2与连接法兰5的固定连接，连接法兰5与防水罩6的固定连接）不限于上面所述的方式，而是可利用本领域技术人员已知的任何适当的手段（例如焊接、粘接、形状配合连接、借助于中间部件的连接）来实现永久的或可拆分的以及直接的或间接的连接方式。

本实用新型的电机与控制系统一体化装置将控制系统与电机集成在一起而成为一体化结构，使得整体结构紧凑、占用空间减小，免除了连接电机与控制系统的长线束，并且在生产线上不用分别对电机与控制系统进行装配，简化了整机的安装步骤，节省了安装工时，从而能够降低材料成本和制造成本，有利于满足机电一体的模块化生产需求。

根据本实用新型的电机与控制系统一体化装置可尤其适用于洗衣机（波轮式或滚筒式）中。附及地，这里简要描述一下洗衣机借助于根据本实用新型的电机与控制系统一体化装置进行工作的过程。洗衣机主要包括洗涤和脱水两个程序。当洗衣机指令程序为洗涤时，电机按指令程序启动运转，控制系统根据洗衣机的要求为电机提供可调的转速（一般地，波轮式洗衣机洗涤和脱水的转速为150至1000转/分，而滚筒式洗衣机为50至1300转/分）。对于波轮式洗衣机来说，在洗涤时，电机带动减速离合器将旋转传递给波轮，洗涤形式分单动力和双动力，是通过不同的齿轮传动形式来完成的，电机只提供一个洗涤转速；而在脱水时，控制系统根据要求为电机提供可调的脱水转速，此时减速离合器使得波轮和滚筒做同向旋转以完成脱水程序。对于滚筒式洗衣机来说，则由电机直接驱动滚筒按指令程序完成洗涤和脱水功能。

显然，根据本实用新型的电机与控制系统一体化装置也可应用于除洗衣机之外的其它需要使用电机及其控制系统的机器中。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而并非限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型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实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于洗衣机的电机与控制系统一体化装置（4），所述一体化装置包括电机和用于控制所述电机运转的控制系统（3），所述电机包括转子总成（1）和定子总成（2），所述一体化装置的特征在于，所述控制系统（3）紧固在所述定子总成（2）上。

2.根据权利要求1所述的一体化装置（4），其特征在于，所述转子总成（1）呈外转子式结构并包围所述定子总成（2），所述转子总成（1）构造成能够固定连接所述洗衣机的输入轴（9）并驱动该输入轴（9）旋转。

3.根据权利要求2所述的一体化装置（4），其特征在于，所述定子总成（2）呈具有内孔的环形，包括环形的定子铁芯（21）和分别覆盖所述定子铁芯的两个轴向端面的、一体形成或分开形成的两个环形的绝缘端盖（22）。

4.根据权利要求3所述的一体化装置（4），其特征在于，所述控制系统（3）紧固在所述定子总成（2）的轴向侧面上，并具有与所述定子总成的内孔形状匹配的外廓形。

5.根据权利要求4所述的一体化装置（4），其特征在于，所述定子总成（2）包括在其周向上等间隔地朝内孔中心突出的多个突出部（25），每个突出部都具有开孔（26），所述开孔能与所述控制系统（3）上的对应开孔对准以供紧固件穿过，从而将所述控制系统（3）紧固在所述多个突出部（25）上。

6.根据权利要求5所述的一体化装置（4），其特征在于，所述控制系统（3）还包括外壳（32）和填充在所述外壳中的灌封材料（33），在所述外壳上设有凸台（35），所述控制系统上的所述对应开孔设置在所述凸台中。

7.根据权利要求4所述的一体化装置（4），其特征在于，所述转子总成（1）包括具有周壁（12）和底壁（11）的壳体、设置在所述周壁内侧的导磁环（13）和磁体（14）、以及设置在所述底壁的中央并与所述底壁一体形成或分开形成的联轴器（16），所述联轴器与所述洗衣机的输入轴（9）固定连接，所述控制系统（3）位于所述底壁（11）和所述定子总成（2）之间并具有供所述洗衣机的输入轴穿过的中心通孔。

8.根据权利要求7所述的一体化装置（4），其特征在于，在所述底壁（11）的任一个侧面或两个侧面上设有冷却风叶（15）。

9.一种洗衣机，包括根据权利要求1至8中任一项所述的电机与控制系统一体化装置（4）。

10.根据权利要求9所述的洗衣机，其特征在于，所述洗衣机是波轮式洗衣机，并且还包括固定在所述电机的定子总成（2）上的连接法兰（5），该连接法兰用于将所述定子总成（2）固定连接在所述洗衣机的减速离合器（7）上，并且安装有防止洗衣机漏水到所述电机上的防水罩（6）。

11.根据权利要求9所述的洗衣机，其特征在于，所述洗衣机是滚筒式洗衣机，所述电机的定子总成（2）直接固定连接在所述洗衣机的外筒上。

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