CN205622460U - 无刷吸尘器电风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种采用两极三槽三相轴向磁通无刷吸尘器电风机，其包括动叶轮风罩，动叶轮，定叶轮，轴向磁通无刷电机，电机风罩，以及设于电机风罩内的电机驱动板。轴向磁通无刷电机包括电机定子、电机转子及电机转轴，电机定子内设有均匀分布的三个绕组，所述绕组为三相绕组，电机转子上设有均匀分布的两个磁极，电机转子设于定叶轮和电机驱动板间，电机定子设于电机转子和定叶轮间。本实用新型通过采用两极三槽三相轴向磁通无刷电机，具有提高电机的功率密度，降低转矩波动和电机振动噪音，缩短电机转轴的轴向长度，缩小吸尘器风机系统的轴向长度，减少吸尘器风机的体积的优点。

Description

无刷吸尘器电风机

技术领域

本实用新型涉及一种需要高速无刷直流电机驱动的技术领域，尤其是涉及一种采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机。

背景技术

吸尘器是利用电机带动叶片高速旋转，在密封的壳体内产生空气负压，从而将尘屑等杂物吸入集尘袋中的清洁电器。吸尘器电风机是吸尘器的核心部件，由两部分构成，电机部分与风机部分。吸尘器电风机对转速要求很高，常规的吸尘器电风机一般使用有刷电机，其转速通常在20000-40000之间，其转速虽然可满足吸尘器电风机的要求，但是有刷电机的换向器磨损快，寿命短，噪音大，性能低。

随着吸尘器行业的能耗标准的提高，以及消费者对便携式吸尘器小型化的需求，如何使吸尘器电风机在满足体积小、静音，又能够提高效率成为业界的一大技术难题。无刷直流电机相对有刷电机由于取消了电刷换向，使用电子换向，其转速可以达到6万以上，寿命达到2000小时以上。没有碳刷的摩擦，噪音可以降的更低。

无刷电机的转速高，相应的要求半导体功率开关管通断频率就很高，因此，发热较严重。

目前，市场上吸尘器电机将两极永磁无刷电机作为首选的结构，它可以降低电机控制器的功率开关器件开关频率，降低功率管的发热，大幅度提高功率管的有效传输功率。但是，此种现有电机均为单相电机，即电机只有一相通电，电机的功率密度比较小，电机转矩波动和噪音大。

现有的吸尘器无刷永磁高速电机为传统的两极单相径向磁通无刷永磁电机，电机的轴向长度要达到一定的长度才能输出一定的功率，通常电机的轴向长度尺寸远远大于电机的径向尺寸。这样造成风机的长度比较长，对一些轴向尺寸要求比较短的安装结构，径向尺寸的电机功率由于轴向尺寸的限制，通常功率不能做的比较大。

因此，需要研究出一种新型吸尘器用电机，来解决现有市场上的两极单相永磁无刷电机存在的功率密度比较小、电机转矩波动大、噪音和体积都比较大的问题。

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，提供一种采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，通过增大电机转子外径尺寸，提高转速，来缩短电机的轴向长度，减小吸尘器风机轴向尺寸，同时，通过增加电机定子通电的相数，以提高电机的功率密度、缩小电机体积、降低转矩波动和电机振动噪音。

一种吸尘器电风机，包括动叶轮，定叶轮，以及安装于定叶轮上的轴向磁通无刷电机，所述轴向磁通无刷电机包括电机定子，电机转子和转轴，所述电机转子、电机定子以及动叶轮依次沿转轴轴向安装于所述转轴上，所述电机定子内设有均匀分布的三个绕组，所述电机转子上设有均匀分布的两个磁极。

优选地，所述绕组为集中式三相绕组或分布式三相绕组。

优选地，所述电机定子固定设置于所述定叶轮上位于动叶轮和电机转子间的位置。

优选地，所述动叶轮外侧设有动叶轮风罩，所述动叶轮风罩在外边缘与所述定叶轮的外端相固定连接，动叶轮风罩中心形成有进风口。

优选地，所述吸尘器风机还包括电机风罩和设于电机风罩内的控制电机驱动的电机驱动板。

优选地，所述定叶轮与电机风罩连接的端面上设有数个导流槽。

优选地，所述电机风罩与定叶轮连接面相对的端面设有数个均匀分布的通风孔。

优选地，所述电机驱动板上设有安装通孔。

优选地，所述动叶轮风罩、定叶轮、电机风罩间形成流道。

根据阿诺德常数公式可知，D^2*L*(n/P)＝C可知，冲片直径D和转速n一定时，铁芯长度L与功率P成正比关系。当需要增大功率P时，相应的铁芯长度L也相应的增大，因此，易造成风机的长度比较长。对一些轴向尺寸要求比较短的安装结构，径向尺寸的电机功率由于轴向尺寸的限制，通常功率不能做的比较大。又根据阿诺德常数公式变换可得：L＝(PC)/(D^2*n)，通过增大电机定子外径或者增大转速，可以有效的减小电机轴向长度L。同时，电机定子采用两极三槽三相结构，电机定子对电机转子均匀施加扭矩，减小了电机的转矩波动和噪音。轴向磁通无刷电机，因无刷电机转速高，电机定子D外径尺寸大，可以在保证功率P一定时，能有效地减少电机的铁芯长度L。

本实用新型的有益效果是：

通过采用两极三槽三相轴向磁通无刷电机，增大电机定子外径尺寸，增大转速，提高功率的同时，可以有效地减少电机的铁芯长度L，使电机部分的轴向长度缩小到原来的1/2，吸尘器风机系统的轴向长度缩小了1/2。并且，采用两极三相轴向磁通无刷电机，提高了吸尘器电机的功率密度、降低电机转矩波动和振动噪音。

附图说明

图1是本实用新型的剖视示意图；

图2是本实用新型电机定子剖视示意图；

图3是本实用新型电机转子剖视示意图；

图4是本实用新型的动叶轮风罩剖视示意图；

图5是本实用新型的定叶轮立体示意图；

图6是本实用新型的电机风罩立体示意图；

图7是本实用新型的电机风罩端部示意图；

图8是本实用新型的电机驱动板立体示意图。

附图标记：1、动叶轮风罩，2、轴向磁通无刷电机，21、电机定子，22、电机转子，23、转轴，211、绕组槽，212、凸起部，213、螺栓通孔，3、定叶轮，31、电机安装机构，32、导流槽，33、紧固件，4、电机风罩，41、风罩主体，42、风罩主体边缘，421、通孔，5、电机驱动板，51、通孔，6、动叶轮，8、通风孔。

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采用轴向磁通无刷电机的吸尘器风机，包括动叶轮风罩1，轴向磁通无刷电机2，定叶轮3，电机风罩4，以及设于电机风罩4内的电机驱动板5、动叶轮6。定叶轮3具有两端面，其外端面固定连接于电机风罩4和动叶轮风罩1间，定叶轮中心位置处设有电机安装机构31，所述轴向磁通无刷电机2通过电机安装机构31安装于所述定叶轮3上。

所述轴向磁通无刷电机2为两极三槽三相无刷电机，其包括电机定子21、电机转子22以及转轴23。电机转子22和电机定子21沿转轴23依次安装于转轴23上，形成轴向磁通无刷电机2，动叶轮6亦安装于转轴23上。电机转子22位于电机驱动板5与电机定子21之间。电机定子21位于定叶轮3和电机转子22之间，且电机定子21固定安装在定叶轮3上。如图2所示，所述电机定子内部设有均匀分布的用于安装绕组的三个绕组槽211，三相绕组U、V、W，间隔分布在所述绕组槽211内，所述绕组为集中式绕组或分布式绕组。电机定子21外部周壁上设有四个均匀分布的与定叶轮安装机构相配合的凸起部212，所述凸起部212设有螺栓通孔213，电机定子21通过螺栓通孔213安装在定叶轮3上。如图3所示，电机转子22圆盘型，电机转子22上均与分布有转子磁极，转子磁极按照N-S分布在所述转子盘上。电机定子21与电机转子22两者间的气隙是与电机转轴23垂直的平面。磁力线垂直于该气隙面，与转轴23方向平行。采用三个绕组对电机转子施加扭矩，可有效的减小电机的转矩波动和噪音。

具体的，如图4所示，设于动叶轮6外侧的动叶轮风罩1。所述动叶轮风罩1的纵切面为塔形，其一端向中心聚拢设置，并在中心形成进风口，对吸入的空气有一定的聚拢作用，在电机转子22带动动叶轮6高速旋转时，可以快速、有效地将冷却气体吸入。

更进一步的，如图5所示，定叶轮3具有两个端面，与电机风罩4连接的端面中心处设有电机安装机构31，轴向磁通无刷电机2通过此安装机构固定安装在定叶轮3上。同时，与电机风罩4连接的端面上设有导流槽32，导流槽32周向分布在轴向磁通无刷电机2周围，导流槽32将冷却气体导向电机及设在电机风罩4内的电机驱动板5，带走电机运行时产生的温度，有效的冷却电机和电机驱动板5。导流槽32的结构多样，本实施例中的导流槽32由多个弯曲的导向叶片构成。定叶轮3与电机风罩4连接的端面上，四周设有凸起的紧固件33，电机风罩4上设有与所述紧固件33相配合的通孔。

如图6所示，与定叶轮3连接的电机风罩4。电机风罩4包括风罩主体41和风罩主体边缘42，所述风罩主体边缘42上设有与定叶轮3上紧固件33相配合的通孔421。如图7所示，电机风罩4端部设有数个通风孔8，优选地，所述通风口8为腰形通孔，腰形通风孔径向分布，并向中心逐渐减小。动叶轮风罩1、定叶轮3、电机风罩4形成气流通道，可以快速、有效的带走电机的热量，有利于散热。

电机驱动板5内设于电机风罩4内，控制电机驱动。如图8所示，所述电机驱动板5中心处设有用于固定安装驱动板的安装通孔51，电机驱动板5可通过通孔51安装在电机转子22的轴伸端。电机驱动板5安装在电机风罩4内时，其与电机风罩4内壁间形成有间隙。

本实用新型通过采用两极三槽轴向磁通无刷电机2，电机定子21与电机转子22呈圆盘型结构，两者间的气隙是形成与电机转轴23垂直的平面，磁力线与电机转轴23轴向平行。通过采用轴向磁通无刷电机，增大电机定子外径尺寸，增大转速，保证功率的同时，有效的缩短了电机部分轴向长度，缩短吸尘器风机系统的轴向长度，有效的减小吸尘器风机的体积。

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)

1.一种吸尘器电风机，其特征在于，包括动叶轮，定叶轮，以及安装于定叶轮上的轴向磁通无刷电机，所述轴向磁通无刷电机包括电机定子，电机转子和转轴，所述电机转子、电机定子以及动叶轮依次沿转轴轴向安装于所述转轴上，所述电机定子内设有均匀分布的三个绕组，所述电机转子上设有均匀分布的两个磁极。

2.根据权利要求1所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述绕组为集中式三相绕组或分布式三相绕组。

3.根据权利要求1所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述电机定子固定设置于所述定叶轮上位于动叶轮和电机转子间的位置。

4.根据权利要求1所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述动叶轮外侧设有动叶轮风罩，所述动叶轮风罩在外边缘与所述定叶轮的外端相固定连接，动叶轮风罩中心形成有进风口。

5.根据权利要求1所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述吸尘器风机还包括电机风罩和设于电机风罩内的控制电机驱动的电机驱动板。

6.根据权利要求1所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述定叶轮与电机风罩连接的端面上设有数个导流槽。

7.根据权利要求5所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述电机风罩与定叶轮连接面相对的端面设有数个均匀分布的通风孔。

8.根据权利要求5所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述电机驱动板上设有安装通孔。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的吸尘器电风机，其特征在于，所述动叶轮风罩、定叶轮、电机风罩间形成流道。