CN205583912U - 无刷吸尘器电机降噪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种无刷吸尘器直流电机降噪装置，其包括电机转子、电机定子，电机定子包括定子轭部、定子齿部，以及形成于定子齿部间的数个定子槽；定子齿部上设有一组增大电机定子与电机转子耦合处磁阻的辅助槽，定子齿部中心线两侧设有两个对称的矩形辅助槽或半圆形辅助槽。通过在定子齿部设置辅助槽，可以有效的增大定转子耦合处的磁阻，降低气隙磁密，减少磁拉力，减少振动和噪音，提高电机工作效率。

Description

无刷吸尘器电机降噪装置

技术领域

本实用新型涉及一种电机降噪技术领域，尤其是涉及一种无刷吸尘器电机降噪装置。

背景技术

现有的四极六槽内嵌磁铁的无刷直流电机定子上的定子齿部，定子齿部端部结构呈现为凹圆弧面结构，转子磁极端面为圆弧面结构。电机定子与电机转子之间形成径向气隙。现有的无刷直流电机在通电时，转子磁铁的磁力线聚集在转子磁极，与定子绕组产生的磁力线耦合，耦合处的磁通量增大。磁密与磁通量通过的面积有关，在磁通量一定的情况下，面积越小，磁密越大。而磁拉力与磁密的平方成正比，磁密增大，磁拉力越大。定转子相对运动时，定子上两个对称的定子齿部与电机转子上两个相对应的转子磁极会产生很大的磁拉力，也即耦合处的磁拉力最大，该磁拉力会使定子外圆产生机械变形，该机械变形会传递给机壳，产生巨大的噪音，同时降低了电机的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种无刷吸尘器电机的降噪装置，通过改变电机定子的定子齿部的结构，增大电机转子与电机定子耦合出的磁阻，降低磁密，从而减小磁拉力，减少噪声，提高电机的工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种无刷吸尘器电机降噪装置，一种无刷吸尘器电机降噪装置，包括电机转子和电机定子，所述电机转子包括转轴及设于转轴上的转子磁极，所述电机定子包括定子齿部和形成于定子齿部间的数个定子槽，所述定子齿部上设有一组增大电机定子与电机转子耦合处磁阻的辅助槽。

优选地，所述辅助槽为对称设于定子齿部中心线两侧矩形辅助槽或半圆形辅助槽。

优选地，所述两个矩形辅助槽与转轴轴心的连线的夹角为25度至35度，所述两个半圆形辅助槽与转轴轴心的连线夹角为25度至35度。

优选地，所述辅助槽为对称设于定子齿部中心线两侧矩形辅助槽或半圆形辅助槽。

优选地，所述电机转子包括转轴及设于转轴上的转子磁极，所述转子磁极具有半径为R1的外圆弧面，所述电机转子具有半径为R2的外圆面，电机转子的圆心与所述转轴的轴心相同，R1和R2的关系为：

0.7R2＜R1＜0.9R2。

优选地，所述电机转子上设有转子磁铁，所述转子磁铁以转轴为中心，中心对称的分布在所述电机转子上，所述转子磁铁中心线过所述轴承轴心。

优选地，所述转子磁极在径向方向上的厚度以所述转子磁铁中心线上为最大值，并向两侧逐渐减小。

优选地，所述两个相邻的转子磁极的外圆弧面之间形成有增大磁阻的凹弧槽。

优选地，所述电机定子上设有六个所述定子槽，所述电机转子上设有四个所述转子磁极，无刷吸尘器电机为四极六槽内嵌磁铁无刷直流电机。

当电机转子在电机定子内高速旋转时，定子上两个对称的定子齿部与电机转子上两个相对应的转子磁极耦合处磁通量最大，磁密高，因为磁拉力与磁密的平方成正比，因此，相对称的两个定子齿部会受到很大的向内的磁拉力。其余的定子齿部受到较小的向内的磁拉力，电机定子在这样不平衡拉力下产生椭圆形的形变，该形变会使电机产生很大的振动和噪音。

定子齿部与转子磁极耦合时磁通大，磁密高，因而通过增大磁阻，降低磁密，就可以降低对称的定子齿部向内的磁拉力，在定子齿部设置一个一定深度的矩形辅助槽和半圆形辅助槽，或者在中心线两侧各设置两个辅助槽，通过添加辅助槽，可以有效的增大耦合处的磁阻，降低耦合处的磁密，进一步的减小定子槽矩形波动，减小磁拉力，减小定子的变形，最终减小振动和噪音。

本实用新型的有益效果是：

通过改变电机定子的结构，在定子齿部中部设置一个一定深度的矩形辅助槽或半圆形辅助槽或者是在中心线两侧对称的设置两个一定角度和一定深度的矩形辅助槽或半圆形辅助槽，增大了电机定子与转子耦合处磁阻，降低了磁密，降低了径向磁拉力，减少了噪音，提高电机的工作效率。同时，电机定子结构简单，易于制造，节省成本。

附图说明

图1是本实用新型的定转子剖视示意图；

图2是本实用新型的设置辅助槽的电机定子结构示意图；

图3是本实用新型的电机转子剖视示意图；

图4是本实用新型的电机定转子结构改变前的结构示意图；

图5是本实用新型的电机定子受力后变形的示意图；

图6是本实用新型的实施例示意图；

图7是本实用新型对定子槽转矩波动的优化的对比图。

附图标记：1、电机定子，2、电机转子，11、定子轭部，12、定子齿部，13、定子槽，21、转子磁极，22、转子磁铁，23、转子轭部，24、转轴，25、凹弧槽，121、定子齿部一，122、定子齿部二，123、定子齿部三，124、定子齿部四，125、定子齿部五，126、定子齿部六，211、转子磁极一，212、转子磁极二，213、转子磁极三，214、转子磁极四，1211、辅助槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

结合图1所示，本实用新型所揭示的一种无刷吸尘器电机的降噪装置，其包括电机定子1、电机转子2，其中，电机定子1包括定子轭部11、定子齿部12以及形成于定子齿部间的定子槽13，电机转子2包括转子磁极21、转子磁铁22、转子轭部23，转轴24。

如图2所示，为了增大电机定子1与电机转子2耦合处的磁阻，降低磁密，减小磁拉力，在定子齿部12磁密高处设置辅助槽1211来增大磁阻，降低磁密。通过在定子齿部12中部设置一个矩形辅助槽或半圆形辅助槽或者在中心线两侧设置两个对称的矩形辅助槽或半圆形辅助槽，降低磁密。优选为设有两个辅助槽1211的电机定子结构。两个相邻的定子齿部12之间形成定子槽13，电机定子1与电机转子2之间形成有径向气隙。无刷吸尘器电机的定子槽转矩的波动由定子齿部12和转子磁极21的磁场相互作用决定。气隙磁密对定子槽转矩的波动影响很大。由于经过气隙的磁场主要通过定子齿部12的凹弧面，同时部分深入辅助槽1211内，辅助槽1211的槽深度及辅助槽的个数、形状以及辅助槽的角度对定子槽转矩的影响很大。通过在每个定子齿部12增加两个矩形辅助槽或半圆形辅助槽，同时对矩形辅助槽的槽深度进一步的限定，槽深度为0.2毫米至2毫米之间，半圆形辅助槽的半径为0.2毫米至1.5毫米。两个辅助槽1211之间的夹角对定子槽转矩波动同样影响很大，更优地，将两个辅助槽1211之间的夹角设置在25度至35度之间，通过改变电机定子的结构，来减小气隙磁密，有效的降低转矩波动，减小磁拉力，降低振动，降低噪音。

如图3所示，与电机定子1相对的电机转子2，其外圆面是半径为R2的圆弧面，电机转子2上设有转子磁铁22，本实施例中为四块转子磁铁22。转子磁铁22以转轴24为中心，对称的分布在电机转子上，转子磁铁22之间形成矩形。所述转子磁极21在径向方向上的厚度以所述转子磁铁22中心线上为最大值，并向两侧逐渐减小。两个相邻的转子磁极21之间形成有凹弧槽25。电机转子2的转子磁极21的外侧面为半径R1的圆弧面，更优地，所述圆弧面的圆心在转轴外圆面上。电机转子磁极的外侧面半径尺寸R1优选为大于0.7R2小于0.9R2。

如图4所示，当电机转子2转到如图中虚线所示的角度时，通过定子齿部一121和定子齿部四124的磁通量最大，通过定子齿部二122、定子齿部三123和定子齿部五125、定子齿部六126的磁通量较小，定子齿部一121和定子齿部四124处的磁密最高，定子齿部二122、定子齿部三123和定子齿部五125、定子齿部六126的磁密较小，因为磁拉力与磁密的平方成正比，定子齿部一121和定子齿部四124受到很大的向内的磁拉力。定子齿部二122、定子齿部三123和定子齿部五125、定子齿部六126受到较小的向内的磁拉力，电机定子1在这样不平衡拉力下产生椭圆形的形变如图5所示，该形变会使电机产生很大的振动和噪音。

如图6所示，定子齿部部一121和转子磁极一211耦合处和定子齿部四124和转子磁极三213耦合处磁密最大，降低此处的磁密就可以降低定子齿部一121和定子齿部四124向内的磁拉力，在定子齿部一121和定子齿部四124中部设置一个一定深度的矩形辅助槽和半圆形辅助槽，或者在中心线两侧各设置两个辅助槽，增大磁阻，减小磁密，进一步的减小定子槽矩形波动，减小磁拉力，减小定子的变形，最终减小振动和噪音。

如图7所示，在没有对电机定子1结构做出改变之前，定子槽转矩波动很大。然而，通过在电机定子的定子齿部1添加一定角度和深度的辅助槽之后，增大了磁阻，减小了气隙的磁密，定子槽转矩波动相应减小了，有效的降低了电机高速旋转时的振动和噪音。

本实用新型通过改变电机定子1的定子齿部12结构，增大磁阻，有效的降低了磁密，减小了磁拉力，减小了定子的变形，减小振动和噪音，提高电机工作效率。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，包括电机转子和电机定子，所述电机转子包括转轴及设于转轴上的转子磁极，所述电机定子包括定子齿部和形成于定子齿部间的数个定子槽，所述定子齿部上设有一组增大电机定子与电机转子耦合处磁阻的辅助槽。

2.根据权利要求1所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述辅助槽为对称设于定子齿部中心线两侧矩形辅助槽或半圆形辅助槽。

3.根据权利要求2所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述两个矩形辅助槽与转轴轴心的连线的夹角为25度至35度，所述两个半圆形辅助槽与转轴轴心的连线夹角为25度至35度。

4.根据权利要求1所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述电机定子还包括定子轭部，所述定子轭部靠近于定子的外圆面，所述定子槽为自定子齿部间的内圆面向内凹设形成。

5.根据权利要求4所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述转子磁极具有半径为R1的外圆弧面，所述电机转子具有半径为R2的外圆面，电机转子的圆心与所述转轴的轴心相同，R1和R2的关系为：

0.7R2<R1<0.9R2。

6.根据权利要求5所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述电机转子上设有转子磁铁，所述转子磁铁以转轴为中心，中心对称的分布在所述电机转子上，所述转子磁铁中心线过所述转轴的轴心。

7.根据权利要求6所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述转子磁极在径向方向上的厚度以所述转子磁铁中心线上为最大 值，并向两侧逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述两个相邻的转子磁极的外圆弧面之间形成有增大磁阻的凹弧槽。

9.根据权利要求1所述的无刷吸尘器电机降噪装置，其特征在于，所述电机定子上设有六个所述定子槽，所述电机转子上设有四个所述转子磁极，无刷吸尘器电机为四极六槽内嵌磁铁无刷直流电机。