CN211239566U - 马达及其消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种马达及其消声器，马达消声器包括多个消声器单元，各个所述消声器单元呈环状排列，每个所述消声器单元均具有消声腔，所述消声腔具有朝向环外设置的开口，所述消声腔呈梯形设置，且所述消声腔由相对设置的第一截止频率面和第二截止频率面、相对设置的前壁和后壁以及过渡面围合而成，所述过渡面正对所述开口设置，所述第一截止频率面的长度小于所述第二截止频率面的长度。本实用新型提供的马达及其消声器，由于第一截止频率面的长度小于第二截止频率面的长度，使该马达消声器的长度在一定范围内变化，因此可以消除较宽频段的噪声，以满足马达的多种工况的降噪需求。

Description

马达及其消声器

技术领域

本实用新型属于马达技术领域，更具体地说，是涉及一种马达及其消声器。

背景技术

在日常工业应用中，高速吸尘器马达一般都存在噪声较大的问题,且速度更高时噪声会更大。因此噪声问题一直是该类电机亟待改善和解决的重要问题之一；高速吸尘器马达的噪声成分主要分为气动噪声、机械噪声和电磁噪声；而其中由于高速吸尘器马达叶轮高速旋转而产生的气动噪声要比其电磁噪声和机械噪声大很多，气动噪声是该类型电机的主要噪声。

高速吸尘器马达的气动噪声又可以分为：1.由于叶轮旋转，叶轮叶片通过扩压器流道会产生叶片通过频率的气动噪声(即BPF噪声)；2.气流在流道中正常流动而形成的宽频噪声。其中BPF噪声在电机的噪声频谱上表现呈现出尖锐的峰值特征，其特征频率是电机的转动频率与叶轮叶片数的乘积，在噪声频谱以1倍BPF噪声频率、2倍BPF噪声频率、3倍BPF噪声频率等倍频峰值特征分布，BPF噪声在高速吸尘器马达整体气动噪声中贡献最大，是该类型电机的最主要噪声。

对于设计定型的高速吸尘器马达噪声问题，由于设计定型，通过改变流道形状和叶轮设计来进行主动消声的方法一般是很难操作进行的，因此对于该类噪声问题目前应用最多的方法是进行被动消声，如采用吸声材料和吸声结构、隔声材料和隔声结构进行吸声和隔声处理，或者采用消声器来来对固定频段噪声进行消声处理的方法。高速吸尘器马达噪声还有一个特点，即高速吸尘器马达在实际使用过程中存在多个工况交替使用，因此实际的BPF噪声频率是在一定频率范围内变化的，针对这种情况的进行消声处理，则需要进行宽频噪声消声处理。但是，现有的消声器一般只能针对单一的频率消声，不能进行宽频消声，无法满足马达的多种工况的降噪需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种马达消声器，以解决现有技术中存在的无法满足马达在多种工况下的降噪需求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种马达消声器，包括多个消声器单元，各个所述消声器单元呈环状排列，每个所述消声器单元均具有消声腔，所述消声腔具有朝向环外设置的开口，所述消声腔呈梯形设置，且所述消声腔由相对设置的第一截止频率面和第二截止频率面、相对设置的前壁和后壁以及过渡面围合而成，所述过渡面正对所述开口设置，所述第一截止频率面的长度小于所述第二截止频率面的长度。

在一个实施例中，所述第一截止频率面和所述第二截止频率面在长度方向的其中一侧正对设置，在长度方向的另一侧错开设置，使消声器呈直角梯形状，所述过渡面倾斜设置。

在一个实施例中，所述第一截止频率面为平直面、半圆弧面或多边形面。

在一个实施例中，所述过渡面为平直面、波浪面或阶梯面。

在一个实施例中，所述前壁和后壁为平直面、波浪面或多个依次连接的半圆弧面。

在一个实施例中，所述第一截止频率面的长度为h₁，所述第二截止频率面的长度为h₂，消声器的最大上截止频率为

消声器的最小下截止频率为

其中，c为声速。

在一个实施例中，所述马达消声器还包括环形基体，各个所述消声器单元设于所述环形基体的同一侧，所述环形基体的内壁开设有用于避让绕组的避让缺口。

在一个实施例中，所述马达消声器具有至少一个安装孔，其中一个所述消声器单元具有第一弧形缺口，相邻的所述消声器单元具有第二弧形缺口，所述第一弧形缺口和所述第二弧形缺口组合形成所述安装孔。

本实用新型还提供一种马达，包括上述的马达消声器，还包括外壳、转子、绕组、设于所述转子外周的定子以及连接所述外壳和所述马达消声器的固定件，所述马达消声器设于所述外壳和所述定子之间。

在一个实施例中，所述外壳的内部具有凸起设置的安装柱，所述安装柱内具有连接孔，所述马达消声器具有供所述安装柱穿过的安装孔，所述固定件穿过所述安装孔且连接于所述连接孔的内壁。

本实用新型提供的马达及其消声器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型马达消声器包括多个消声器单元，多个消声器单元呈环状排列，以适配于马达定子的外周，从而对马达定子外周的气流噪声进行降噪。每个消声器单元均具有消声腔，消声腔具有朝向环外设置的开口，气流从开口进入消声腔中。根据抗式消声器原理，特定频率的声波进入抗式消声器中，声波在抗式消声器中不断反射，与入射声波的相位相反，入射声波和反射声波相互抵消形成一个声压节点或者使入射声波的幅值降低，从而达到消音的目的，该特定频段与抗式消声器的长度有关。而本实用新型提供的马达消声器中，马达消声器由于第一截止频率面的长度小于第二截止频率面的长度，使该马达消声器的长度在一定范围内变化，因此可以消除较宽频段的噪声，以满足马达的多种工况的降噪需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的马达消声器的立体结构图一；

图2为本实用新型实施例提供的马达消声器的立体结构图二；

图3为本实用新型实施例提供的马达消声器的横截面结构图；

图4为本实用新型实施例提供的消声腔的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第一种消声器单元的立体结构图；

图6为本实用新型实施例提供的第二种消声器单元的立体结构图；

图7为本实用新型实施例提供的马达的爆炸结构图；

图8为本实用新型实施例提供的马达的剖视图。

其中，图中各附图标记：

1-马达消声器；11-消声器单元；110-消声腔；1101-第一截止频率面；1102-第二截止频率面；1103-前壁；1104-后壁；1105-过渡面；1106-开口；111-第一弧形缺口；112-第二弧形缺口；12-环形基体；121-避让缺口；122-基体孔；13-安装孔；2-转子；3-定子；4-外壳；41-弧形肋；42-安装柱；420-连接孔；5-固定件；6-绕组。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本实用新型实施例提供的马达消声器1进行说明。

请一并参阅图1至图3，在马达消声器1的其中一个实施例中，马达消声器1包括多个消声器单元11，各个消声器单元11呈环状排列，使整个马达消声器1呈环形，可套设于马达的定子3的外周，对马达产生的气流噪声进行消声。每个消声器单元11均具有消声腔110，用于对气流噪声消声，消声腔110具有开口1106，气流从该开口1106进入消声腔110后，不断在消声腔110内振动，从而达到消声的目的。其中，每个消声腔110的开口1106均朝向环外设置，使马达定子3周圈的气流能够进入消声腔110消声。

请参阅图4，图4为消声腔110的结构示意图，消声腔110呈梯形设置。需要说明是，该消声腔110的各个面不一定是平面，只要组合形成的形状大致为梯形即可。消声腔110的内壁由第一截止频率面1101、第二截止频率面1102、前壁1103、后壁1104和过渡面1105这五个面围合而成，剩余的一面为开口1106。第一截止频率面1101和第二截止频率面1102相对设置，如相互平行设置，前壁1103和后壁1104相对设置，如相互平行设置，过渡面1105正对开口1106设置。这样，气流的流入方向，即为整个马达消声器1的径向。第一截止频率面1101的长度小于第二截止频率面1102的长度，即第一截止频率面1101在马达消声器1径向的长度小于第二截止频率面1102在马达消声器1径向的长度。根据抗式消声器的原理，抗式消声器能够降噪的频率与其长度有关，当抗式消声器(如四分之一波长管)的长度一定时，只有特定频率的声波才能进入抗式消声器中，声波在抗式消声器中不断反射，消除该频段内的噪声。而本实施例中的消声腔110，在气流的流入方向的长度逐渐变化，因此可以对应较宽频段的降噪，达到宽频降噪的目的，而且不会扰乱气流。

上述实施例的马达消声器1，包括多个消声器单元11，多个消声器单元11呈环状排列，以适配于马达定子3的外周，从而对马达定子3外周的气流噪声进行降噪。每个消声器单元11均具有消声腔110，消声腔110具有朝向环外设置的开口1106，气流从开口1106进入消声腔110中。根据抗式消声器原理，只有特定频率的声波才能进入消声器中，声波在消声器中不断反射，消除该频段内的噪声，该特定频段与消声器的长度有关。而本实用新型提供的马达消声器1中，马达消声器1由于第一截止频率面1101的长度小于第二截止频率面1102的长度，使该马达消声器1的长度在一定范围内变化，因此可以消除较宽频段的噪声，以满足马达的多种工况的降噪需求。

上述实施例的消声腔110，由于第一截止频率面1101和第二截止频率面1102的长度不同，使该消声腔110自第一截止频率面1101至第二截止频率面1102的截面长度不断变化，相当于具有多个长度不同的四分之一波长管，因此可以宽频消声，而且不会影响气流流动。

请参阅图3及图4，在消声腔110的其中一个实施例中，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102在长度方向的其中一侧正对设置，在长度方向的另一侧错开设置，使该消声器为直角梯形消声器，其中，过渡面1105倾斜设置。且第一截止频率面1101和第二截止频率面1102的正对一侧均为开口1106一侧。这样，在马达消声器1设于马达定子3的外周时，能够使消声腔110在径向方向的长度不断变化，实现宽频消声。

更具体地，请参阅图4，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102相互平行，且均为平面，前壁1103和后壁1104相互平行且均为平面，过渡面1105也为平面。该实施例中的消声腔110结构简单，便于加工制造。

在消声腔110的其中一个实施例中，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102均为半圆弧面。在该实施例中，上述半圆弧面的直径可与第一截止频率面1101及第二截止频率面1102的宽度d相等，使该变截面消声器的上下两侧更接近于波长管的形状(即圆弧表面)，消声效果更好。在其他实施例中，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102的其中一个为半圆弧面，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102的另外一个为平直面或多变形面。

在消声腔110的其中一个实施例中，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102均为多边形面。在其他实施例中，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102的其中一个为多边形面，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102的另外一个为平直面或半圆弧面。当然，在其他实施例中，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102也可为三角面、波浪面等，具体形状不作限定。

在消声腔110的其中一个实施例中，过渡面1105为波浪面，波浪面的波浪方向可以自第一截止频率面1101至第二截止频率面1102，也可以自前壁1103至后壁1104。在其他实施例中，过渡面1105也可为弧面、多变形面、三角面、阶梯状等形状。

在消声腔110的其中一个实施例中，前壁1103和后壁1104为波浪面或者多个依次连接的半圆弧面，波浪面的波浪方向可以自第一截止频率面1101第二截止频率面1102也可以自开口1106至过渡面1105，在其他实施例中，前壁1103和后壁1104也可为弧面、多变形面、三角面、阶梯状等形状。

更进一步地，前壁1103和后壁1104的半圆弧面的直径与第一截止频率面1101的宽度及第二截止频率面1102的宽度相同。在该实施例中，该变截面消声器的形状更接近于多个四分之一波长管径向叠加形成的形状，消声特性更好，而且不会像波长管叠加一样，影响气流流动。

其中，单根四分之一波长管为管道式消声器，具有频率适应性广，结构简单，窄带消声等特点，但实际工业应用中，大多数情况下机器设备的运行是变化的，而随着运行工况的变化，主要的噪声频段发生变化，原本针对一种工况设计的消声器和有可能无法适用于另一种运行工况。采用多根长度不同的波长管叠加也能够实现宽频消声。但是，由于波长管叠加的结构密集，对气流的流动干扰较大，不利于对气流消声。图4中消声腔110结构简单，可以应用在气动噪声的宽频消声应用场景中，相比于单根四分之一波长管消声器，该消声腔110具有更好的宽频消声效果。

在上述任一消声腔110的实施例中，第一截止频率面1101的长度为h₁，第二截止频率面1102的长度为h₂，h₁的大小决定了该变截面消声器的消声上截止频率，h₂的大小决定了该变截面消声器的消声下截止频率。更具体地，消声器的最大上截止频率为

消声器的最小下截止频率为

其中，c为声速。可根据用户的消声频段需求设置相应的h₁和h₂。

其中，第一截止频率面1101和所述第二截止频率面1102的宽度均为d，d的尺寸等效为四分之一波长管消声远离公式中的旁支管直径，第一截止频率面1101和第二截止频率面1102之间的距离为L，即变截面消声器的宽度为L。L>1.5h₂，且L>3d，使该变截面消声器能够具有较宽的消声频率和较好的消声效果。L>3d，即可以将变截面消声器等效成无数个连续且不同的腔体深度的四分之一波长管。另外，使用本实施例中的消声腔110时，对于某一频率的启动噪声的传声损失，

其中，m为波长管以d为直径的圆截面面积与主管截面积之比，即

与主管截面积之比，

请参阅图5，在消声器单元11的其中一个实施例中，消声器单元11的外壁呈平面状或者弧面状，消声器单元11的外壁与外壳4的内部结构相适配。外壳4的内部具有弧形肋41，弧形肋41的数量为多个，弧形肋41可与马达的叶片类似，以外壳4的中心为中心呈螺旋状分布。弧形肋41插入相邻消声器单元11之间，成为分隔相邻两个消声器单元11的结构。消声器单元11的侧壁与弧形肋41的侧壁形状相匹配，也呈弧形设置。

请参阅图3及图6，在马达消声器1的其中一个实施例中，马达消声器1至少具有一个安装孔13，安装孔13用于与外壳4配合，实现外壳4和马达消声器1的固定连接。安装孔13的数量此处不作限定，可为两个、三个、四个等。更具体地，其中一个消声器单元11具有第一弧形缺口111，与该消声器单元11相邻的另一个消声器单元11具有第二弧形缺口112，第一弧形缺口111和第二弧形缺口112正对组合而成一个安装孔13。这样设置安装孔13，不会影响消声器单元11内部的消声腔110结构。

可选地，消声器单元11的数量此处不作限定，为12个、14个、16个、18个等。需要设置安装孔13的位置，邻近的两个消声器单元11分别设置第一弧形缺口111和第二弧形缺口112即可。

请参阅图2，在马达消声器1的其中一个实施例中，马达消声器1包括多个消声器单元11以及环形基体12，各个消声器单元11设于环形基体12的同侧，且各个消声器单元11间隔排列成环形，使各个消声器单元11均集成固定于环形基体12上，环形基体12可呈板状。可选地，环形基体12的内壁开设有用于避让绕组6的避让缺口121，避让缺口121的数量和绕组6的数量相同，绕组6在安装时需要一定的径向空间，避让缺口121的设置可避让绕组6，以免与绕组6发生干涉。

可选地，环形基体12上开设有与安装孔13正对的基体孔122，供固定件5穿过，从而固定马达消声器1和定子3。

请参阅图7及图8，本实用新型还提供一种马达，马达包括上述任一实施例中的马达消声器1，马达还包括外壳4、转子2、定子3、绕组6和固定件5。转子2、定子3、马达消声器1、外壳4从内至外依次设置，绕组6设于定子3上，固定件5用于固定马达消声器1和外壳4。

上述实施例的马达，采用了马达消声器1，马达消声器1包括多个消声器单元11，多个消声器单元11呈环状排列，以适配于马达定子3的外周，从而对马达定子3外周的气流噪声进行降噪。如图8所示，气流沿箭头的方向流动，流动至消声器单元11时，消声器单元11对噪声进行降噪。具体地，每个消声器单元11均具有消声腔110，消声腔110具有朝向环外设置的开口1106，气流从开口1106进入消声腔110中。根据抗式消声器原理，只有特定频率的声波才能进入消声器中，声波在消声器中不断反射，消除该频段内的噪声，该特定频段与消声器的长度有关。而本实用新型提供的马达消声器1中，马达消声器1由于第一截止频率面1101的长度小于第二截止频率面的长度，使该马达消声器1的长度在一定范围内变化，因此可以消除较宽频段的噪声，以满足马达的多种工况的降噪需求。

请参阅图7，外壳4的内部具有弧形肋41，弧形肋41的个数此处不作限定，在马达消声器1安装于外壳4的内部时，弧形肋41插入相邻的两个消声器单元11之间，对马达消声器1具有周向及径向限位作用。外壳4的内部还凸起设置有安装柱42，安装柱42与安装孔13的数量相同，在马达消声器1安装于外壳4的内部时，安装柱42一一插入安装孔13中，每个安装柱42均具有连接孔420，固定件5穿过安装孔13且连接于连接孔420的内壁，使外壳4和马达消声器1固定连接。更具体地，环形基体12上开设有基体孔122，固定件5穿过基体孔122连接于连接孔420的内壁。例如，固定件5为螺纹件，连接孔420为螺纹孔，螺纹件穿过基体孔122连接于螺纹孔的内壁。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.马达消声器，其特征在于：包括多个消声器单元，各个所述消声器单元呈环状排列，每个所述消声器单元均具有消声腔，所述消声腔具有朝向环外设置的开口，所述消声腔呈梯形设置，且所述消声腔由相对设置的第一截止频率面和第二截止频率面、相对设置的前壁和后壁以及过渡面围合而成，所述过渡面正对所述开口设置，所述第一截止频率面的长度小于所述第二截止频率面的长度。

2.如权利要求1所述的马达消声器，其特征在于：所述第一截止频率面和所述第二截止频率面在长度方向的其中一侧正对设置，在长度方向的另一侧错开设置，使消声器呈直角梯形状，所述过渡面倾斜设置。

3.如权利要求1所述的马达消声器，其特征在于：所述第一截止频率面为平直面、半圆弧面或多边形面。

4.如权利要求1所述的马达消声器，其特征在于：所述过渡面为平直面、波浪面或阶梯面。

5.如权利要求1所述的马达消声器，其特征在于：所述前壁和后壁为平直面、波浪面或多个依次连接的半圆弧面。

6.如权利要求1-5任一项所述的马达消声器，其特征在于：所述第一截止频率面的长度为h₁，所述第二截止频率面的长度为h₂，消声器的最大上截止频率为

消声器的最小下截止频率为

其中，c为声速。

7.如权利要求1-5任一项所述的马达消声器，其特征在于：所述马达消声器还包括环形基体，各个所述消声器单元设于所述环形基体的同一侧，所述环形基体的内壁开设有用于避让绕组的避让缺口。

8.如权利要求1-5任一项所述的马达消声器，其特征在于：所述马达消声器具有至少一个安装孔，其中一个所述消声器单元具有第一弧形缺口，相邻的所述消声器单元具有第二弧形缺口，所述第一弧形缺口和所述第二弧形缺口组合形成所述安装孔。

9.马达，其特征在于：包括权利要求1-8任一项所述的马达消声器，还包括外壳、转子、绕组、设于所述转子外周的定子以及连接所述外壳和所述马达消声器的固定件，所述马达消声器设于所述外壳和所述定子之间。

10.如权利要求9所述的马达，其特征在于：所述外壳的内部具有凸起设置的安装柱，所述安装柱内具有连接孔，所述马达消声器具有供所述安装柱穿过的安装孔，所述固定件穿过所述安装孔且连接于所述连接孔的内壁。

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