CN217741410U - 洗碗机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及洗碗机。洗碗机具有至少一个包括定子和外转子的电动机,外转子被海尔贝克式磁化并且呈圆柱护套形式并且围绕轴,外转子形成一个具有内半径和外半径的环,外转子在内半径与外半径之间具有磁厚度,从磁北极到相邻的磁南极的间距是极距,极距与磁厚度在长度方面的比值在从1.8到3.2的范围内。或者,洗碗机具有至少一个包括定子和内转子的电动机,内转子被海尔贝克式磁化并且呈圆柱护套形式并且围绕轴,内转子形成一个具有内半径和外半径的环,内转子在内半径与外半径之间具有磁厚度,从磁北极到相邻的磁南极的间距是极距,极距与磁厚度在长度方面的比值在从1.8到3.2的范围内。洗碗机中的电动机的重量和安装空间减小。
Description
技术领域
本实用新型涉及洗碗机。本实用新型还涉及具有至少一个电动机的家用电器,该电动机包括定子和转子,该转子经受海尔贝克(Halbach)式磁化并且基本上呈圆柱护套形式并且围绕轴,该转子具有多个在朝轴的方向上指向径向内部的磁北极和磁南极或者具有多个指向径向外部的磁北极和磁南极,磁北极和磁南极具有总极数p,其中,弯曲的磁力线在指向径向内部的磁北极与相邻的指向径向内部的磁南极之间或在指向径向外部的磁北极与相邻的指向径向外部的磁南极之间延伸,其中,在轴向方向上观察,转子至少几乎形成一个具有内半径r1和外半径r2的环并且在内半径r1和外半径r2之间具有磁厚度,从而获得从磁北极到相邻的磁南极的以弧度为单位的间距,该间距是所谓的极距Τp,设有Τp=(2π·r1)/p或Τp=(2π·r2)/p。
背景技术
这种电动机例如用在导水的家用电器、例如洗碗机、洗衣机或烘干机中。电动机在这里可以用作泵的驱动装置,该泵用于泵出和/或循环流体。尤其因此使用可靠性高的所谓的转子管道密闭式泵,其中,泵电机的旋转部分、即转子位于待泵送的流体介质中。旋转转子尤其可以实现为所谓的内转子。然后,该转子比内转子式电动机的定子更靠内设置,优选在充满流体的转子管道中,该定子优选在转子管道之外固定地布置并同心地围绕转子。所谓的外转子式电动机也是已知的,其中从中心电机轴观察,转子比定子沿径向更靠外并且同心地围绕定子,定子固定布置在转子之中。
例如,由DE 66 000235 U已知外转子。
还已知这种转子具有海尔贝克式磁化部,以能实现高效率,并且同时不需要由单独的主体(例如围绕转子的铁环)构成的磁回路。然而,可以实现闭合磁路。为了最大程度地提高电机效率,必须优化转子的壁厚,壁厚取决于转子的磁极数及其内半径(针对外转子)或外半径(针对内转子)。
在此存在磁厚度、即转子的壁厚(从径向看)过大的风险。转子的生产和材料成本因此会不必要地增加。此外,不必要的大转子重量和转动惯量会不必要地给转子的轴承加载并使其迅速磨损。此外,如果转子的磁厚度过大,则必须移动更大的质量,结果很容易出现转子的振动激励,并且会增加搅动损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,在考虑到上述边界条件的情况下优化相应转子的转子尺寸,以减小家用电器中的这种电动机的重量和安装空间。
本实用新型提出一种洗碗机,其具有至少一个电动机,所述电动机包括定子和外转子,所述外转子被海尔贝克式磁化并且呈圆柱护套形式并且围绕轴,所述外转子包括多个在朝所述轴的方向上指向径向内部的磁北极和磁南极,磁北极和磁南极具有总极数p,弯曲的磁力线分别在指向径向内部的磁北极与相邻的指向径向内部的磁南极之间延伸,在轴向方向上观察,所述外转子形成一个具有内半径r1和外半径的环,并且所述外转子在内半径r1与外半径之间具有磁厚度,从磁北极到相邻的磁南极的以弧度为单位的间距是极距Τp,设有Τp=(2π·r1)/p,所述极距与所述磁厚度在长度方面的比值在从1.8到3.2的范围内。
在此提出:所述极距与所述磁厚度的所述比值在2与2.8之间的范围内。还提出:所述极距与所述磁厚度的所述比值在2.1与2.6之间的范围内。还提出:在所述外转子的极数保持不变的情况下,所述磁厚度随着所述内半径线性增加。还提出:所述电动机是外转子式电动机,所述外转子布置在径向更靠内设置的定子之外。还提出:在所述外转子式电动机的外转子的情况中,由所述内半径形成电机半径。还提出:所述外转子形成烧结铁氧体本体。还提出:所述外转子由具有嵌入的钕颗粒的塑料基体或塑性铁氧体形成。还提出:所述外转子在所述外转子的走向上具有由至少六个磁极对构成的布置,所述磁极对具有海尔贝克式磁化部,并且所述外转子没有专门用于磁回路的主体。还提出:所述外转子没有用于固定和/或保护所述外转子的外罩。还提出:所述洗碗机是导水的并且包括至少一个泵,所述泵能够由所述电动机驱动。还提出:所述洗碗机包括风扇,所述风扇的风扇叶轮能够由所述电动机驱动。
本实用新型还提出一种洗碗机,其具有至少一个电动机,所述电动机包括定子和内转子,所述内转子被海尔贝克式磁化并且呈圆柱护套形式并且围绕轴,所述内转子包括多个指向径向外部的磁北极和磁南极,磁北极和磁南极具有总极数p,弯曲的磁力线分别在指向径向外部的磁北极与相邻的指向径向外部的磁南极之间延伸,在轴向方向上观察,所述内转子形成一个具有内半径和外半径r2的环,并且所述内转子在内半径与外半径r2之间具有磁厚度,从磁北极到相邻的磁南极的以弧度为单位的间距是极距Τp,设有Τp=(2π·r2)/p,所述极距与所述磁厚度在长度方面的比值在从1.8到3.2的范围内。
在此提出:所述极距与所述磁厚度的所述比值在2与2.8之间的范围内。还提出:所述极距与所述磁厚度的所述比值在2.1与2.6之间的范围内。还提出:在所述内转子的极数保持不变的情况下,所述磁厚度随着所述外半径线性增加。还提出:所述电动机是内转子式电动机,其中,所述内转子布置在径向更靠外设置的定子之内。还提出:在所述内转子式电动机的内转子的情况中,由所述外半径形成电机半径。还提出:所述内转子形成烧结铁氧体本体。还提出:所述内转子由具有嵌入的钕颗粒的塑料基体或塑性铁氧体形成。还提出:所述内转子在所述内转子的走向上具有由至少六个磁极对构成的布置,所述磁极对具有海尔贝克式磁化部,并且所述内转子没有专门用于磁回路的主体。还提出:所述内转子没有用于固定和/或保护所述内转子的外罩。还提出:所述洗碗机是导水的并且包括至少一个泵,所述泵能够由所述电动机驱动。还提出:所述洗碗机包括风扇,所述风扇的风扇叶轮能够由所述电动机驱动。
使用本实用新型,针对根据相应电机拓扑结构(例如极数/定子齿数为6/8、9/12等)单独确定转子尺寸,实现了对海尔贝克式磁化的转子的壁厚或厚度的优化。
在具有至少一个电动机的家用电器中,电动机包括经受海尔贝克式磁化并基本上呈圆柱护套形式,特别是在空间上基本上是圆柱形护套的并且围绕轴的转子,其中,该转子包括多个径向向内地在轴的方向指向的磁北极和南极,磁极的总极数为p弯曲的磁力线在它们之间延伸,转子在轴向方向上观察,即在横截面中看,至少几乎是一个环、特别是圆环,该环具有内半径r1和外半径r2,并且在这些半径之间具有磁厚度m(从径向看),以及获得从磁北极到相邻磁南极的以弧度为单位的间距(在圆周方向上观察),即所谓的极距Τp,设有Τp=(2π·r1)/p,极距的长度与磁厚度m的比值被选择为在1.8到3.2之间的范围内,弯曲磁力线能够以其半径几乎完全位于转子材料中,从而优化其磁性能。然而这避免了将导致上述的缺点的过大的转子厚度。
特别是,比值Τp/m在2.0到2.8之间的范围内。
最佳地,该比值Τp/m优选地在2.1和2.6之间的范围内。
这意味着磁比值几乎没有或根本没有恶化,即与具有较大径向环厚度的转子相比,基本上没有变化。另一方面,避免了通过大的径向环厚度导致的转子的过大尺寸。特别是(在横截面中,即在与转子的旋转轴线垂直的横截面中观察)可以省略转子材料的外圆环形部分层,磁场线几乎不穿过或根本不穿过该部分层。因此通过减小转子的外半径来节省空间,制造转子的材料需求被最小化。因此减少了根据本实用新型的转子的运动重量。因此,转子轴承可以使用很长时间,必要时也可以做得很小。因此,转子旋转所需的材料和持续的能量需求都保持在很低的水平。
磁厚度随着内半径r1线性增加而转子的极数保持不变也是特别有利的。这给出了如何在改变内半径r1时最佳选择转子厚度的教导。
所提及的优点和规则尤其适用于如下电动机、即所谓的外转子式电动机,其中转子布置在径向更向内定位的定子的外部。
这种海尔贝克式磁化部的、在空间上看基本上为圆柱形的转子(外转子)优选地在与其中心旋转轴线垂直或垂直于其旋转中心轴线的横截面中,即在轴向方向或横截面中看基本上是环形的。从它的中心看,转子的这个圆环具有一个内半径为r1的内圆环边缘(内边缘)和与之同心的进一步向外的、外半径为r2的外圆环边缘(外边缘)。在此,外半径r2大于内半径r1。在这两个同心环边缘之间,外转子的圆环在径向方向上观察具有由外半径r2和内半径r1之间的差产生的径向厚度。在圆周方向上观察,磁北极N和磁南极S沿着内边缘或沿着内边缘区域交替地彼此跟随,优选地以基本上相同的预定圆周角布置。从横截面看,围绕圆环形外转子式转子的圆周产生以下磁极序列:例如,从北极开始,然后是南极、北极、南极等,或者从南极开始,然后是北极、南极、北极等。在根据本实用新型的外转子的圆弧截面的中间,即基本上在二等分线上,在指向径向内部的两个周向相邻的磁北极N之间,存在指向径向内部的磁南极S。相反,指向径向内部的磁北极N在根据本实用新型的(外转子)转子的圆弧区段的中间、也就是基本上二等分线上存在于两个周向相邻的指向径向内部的磁南极S之间、即基本上在二等分线上。磁转子材料内部的磁力线从存在于截面是圆形的外转子式转子的内部边缘处或内部边缘区域中或者分配给其或它们的相应北极起,延伸到圆周上相邻的、存在于截面是圆形的外转子式转子的内部边缘处或内部边缘区域中或者分配给其或它们的相应的南极,该磁性材料由横截面是圆形的转子的内边缘和以径向厚度径向向外错开的外边缘界定,优选在每种情况下在向外弯曲的、即凸的、弓形弯曲的路径上,特别是圆弧部段上。
在一个设计方案中,在具有至少一个电动机的家用电器中,电动机包括经受海尔贝克式磁化的并且基本上呈圆柱体护套形状的、特别是在空间上基本上呈圆柱形护套的形状的并且围绕轴的转子,其中转子包括多个在轴的方向中指向径向外部的磁北极和磁南极,磁极的总极数为p,完全的磁力线在这两个磁极之间延伸,其中,在轴向上看,即从横截面看,转子形成至少近似一个内半径为r1和外半径为r2的环,在这两种半径之间(从径向上看)具有磁厚度为m,并且其中,获得从一个磁北极到相邻磁南极的以弧度为单位的间距,即所谓的极距Τp,设有Τp=(2π·r2)/p,极距的长度与磁厚度的比值被选择为在1.8到3.2的范围内,即使采用这种电机设计,弯曲的磁力线也可以几乎完全以其半径在转子材料中,从而优化其磁性能。然而,这里也避免了会导致上述缺点的过大的转子厚度。
特别是,比值Τp/m位于在2.0到2.8之间的范围内。
优化情况下,该比值Τp/m在2.1和2.6之间的范围内。
这意味着磁比值几乎没有或根本没有恶化,即与具有较大径向环厚度的转子相比,基本上没有变化。另一方面,避免了转子尺寸过大。因此减少了运动重量,转子轴承可以使用很长时间,也可以做得很小。因此,转子旋转所需的材料和持续的能量需求都保持在很低的水平。
磁厚度m随着外半径r2线性增加而使转子的极数保持相同也是特别有利的。这给出了如何在外半径r2改变时最佳选择转子厚度的教导。
本实用新型提到的优点和规则尤其适用于这种电动机、即所谓的内转子式电动机,其中转子布置在径向更靠内设置的定子内部。
这种海尔贝克式磁化部的、在空间上看基本上为圆柱形的内转子式转子优选地在垂直于其中心旋转轴线的截面平面中,即在轴向方向或横截面中看基本上是环形的。从它的中心看,转子的这个圆环具有一个内半径为r1的内圆环边缘(内边缘)和与之同心的进一步向外的、外半径为r2的外圆环边缘(外边缘)。在此,外半径r2大于内半径r1。在这两个同心的环形边缘之间,转子的圆环在径向方向上观察具有由外半径和内半径之间的差产生的径向厚度。在圆周方向上观察,北极和南极沿着外边缘或沿着外边缘区域交替地彼此跟随,优选地以基本相同的预定圆周角。在横截面看优选地围绕圆形的转子的环沿其外边缘或其外边缘区域产生以下磁极序列:例如,从北极开始,然后是南极、北极、南极等,或者从南极开始,然后是北极、南极、北极等。在两个圆周相邻的外转子环形弧段之间,最好在中间,即基本上在二等分线上,在指向径向外部的两个磁北极N之间有一个指向径向外部的磁南极S。相反,指向径向外部的磁北极N在外转子式转子的圆弧区段的中间、也就是基本上二等分线上存在于两个周向相邻的指向径向外部的磁南极S之间。在转子材料内部的海尔贝克式磁化部的磁力线从存在于转子的外边缘或外边缘区域中的相应的北极起,延伸到在圆周方向上相邻的存在于截面上圆形的转子的外边缘处或外边缘区域中的南极,该磁性材料由横截面是圆形的转子的内边缘和以径向厚度径向向外错开的外边缘界定,优选在每种情况下在向内弯曲的、即凹形的、弓形弯曲的路径上,特别是圆弧部段上。
当所谓的电机半径rMotor由外转子的转子的内半径r1和内转子的转子的外半径r2定义,则内转子和外转子的教导可以统一。因此只需要考虑电机半径rMotor。
总的来说,在此可以产生转子的材料统一性,例如通过转子形成烧结的铁氧体本体。
可替代地,转子特别有利地尤其在压铸过程中由塑性铁氧体或由塑料结合钕材料或由另一种塑料结合磁性材料形成。这个过程也可以大批量低成本地进行。这种转子的重量非常轻。
对于低转动惯量和低成本材料,转子可以完全没有固定和/或保护它的外罩。
该家用电器非常有利地是导水的并且包括至少一个泵,该泵可以由本实用新型的电动机驱动。
如果泵电机的转子在其走向上包括至少六个具有海尔贝克式磁化部的磁极的布置,则实现大量的磁极,从而可以容易地实现有利于良好效率的高速。因为转子没有用于磁回路的单独主体,所以转子可能需要少量材料并且也仅具有非常小的运动惯量。此外,通过取消用于磁回路的外环或类似结构单元,这种泵的直径可以保持非常小,从而减少了空间需求。
如果转子至少有八个磁极,效率会特别高。转子上也可以有十个、十二个或甚至更多个磁极。
特别地,该泵可以有利地是排水泵并且仍然具有小于45毫米的非常小的外径。
有利地,根据本实用新型的家用电器还可以特别包括用于水的循环泵,其中可以添加漂洗剂或洗涤剂和/或干燥剂,其具有小于55毫米的非常小的外径。
特别地,该泵也可以是加热泵,除了输送流体外,还可以同时加热,从而一体实现双重功能,无需额外的安装空间。
具有根据本实用新型的转子的电动机也可以有利地用于驱动风扇,该风扇尤其是家用电器的部件。
此外,本实用新型涉及上述具有根据本实用新型设计的外转子或内转子的电动机。
本实用新型的其它优点和特征以及其有利的改进方案由在附图中示出并在下文描述的本实用新型主题的实施例得出。
附图说明
以示意图示出:
图1示出了从导水的家用电器的实施例的斜前方斜视的示意性立体图,这里以带有前门的洗碗机为例,
图2示出了示例性泵的剖视图,
图3示出了外转子式电动机的转子的轴向视图及其磁力线,磁力线仅在局部区域中示意性地示出,
图4示出了内转子式电动机的转子的轴向视图及其磁力线,磁力线仅在局部区域中示意性地示出,
图5示出了在外部运行的转子的示意性轴向视图,其中还输入了对磁特性重要的参数,
图6示出了具有不同磁厚度和相同电机直径(这里是内径)的具有不同极数的两个转子部分的示意性轴向视图。
具体实施方式
图1中示意性示出的家用电器是家用洗碗机1。该洗碗机具有作为部分向外打开和关闭的设备主体5的一部分的冲洗容器2,其用于容纳要冲洗的物品、例如陶器、锅、餐具、玻璃杯、炊具等。冲洗物品例如可以保持在餐具篮11和/或餐具抽屉10中并且可以被加载所谓的洗涤液。洗涤液被理解为具有或不具有清洁剂和/或漂洗助剂和/或干燥剂的新鲜水,或者特别是在运行期间循环的水。冲洗容器2可以具有至少基本为矩形的轮廓,具有在操作位置中指向用户的前侧V。该前侧V可以形成由彼此相邻的厨房家具制成的厨房正面的一部分,或者在独立设备的情况下也可以与其他家具无关。洗碗机从前侧V在横向方向Q上向左右延伸。在横向方向Q上,洗碗机1通常延伸45、50或60厘米。在从前侧V向后的深度方向上,延伸也例如在60厘米左右。这些值不是强制性的。
冲洗容器2可以由门3关闭,特别是在该前侧V上关闭。该门3在图1中显示处于部分打开的位置,因此处于与垂直方向成一定角度的位置。相反,在门的关闭位置,门是竖立的并且根据附图能以沿箭头的开口方向4围绕下水平轴线向前和向下枢转,使得门在完全打开位置至少几乎水平。
在门的在关闭位置竖直并朝向用户的外侧和前侧V上,门3可以设有装饰面板6,以便体验视觉和/或触觉增强和/或匹配周围的厨房家具。
家用电器、这里的洗碗机被设计为独立的电器或所谓的部分集成的电器或完全集成的电器。在后一种情况下,设备主体5也可以基本上以冲洗容器2的外壁终止。因此可以省去在外面围绕它的壳体。
在根据附图的实施例中,可移动的门3在其上部区域配有控制面板8,该控制面板在洗碗机的横向方向Q上延伸并且可以包括能从前侧V触及的用于手动打开和/或关闭门3的嵌入开口7。
在家用洗碗机的下部区域B可以有一个底座12,其用于容纳循环泵等功能元件,其也可以但不必须同时设计为加热泵和/或排水泵。驱动的电动机14集成到相应的泵13中。
其他家用电器、例如洗衣机或滚筒式烘干机或带有烤肉架或带有热空气鼓风机的烤箱也可以配备一个或多个这种电动机,其用于机械旋转运动和/或用于输送流体和/或用于其他目的。
根据图2,电动机14以如下方式集成到泵13中,即电动机包括在要输送的流体介质中运行的外转子15,该流体介质可以由必要时与清洁剂、漂洗剂和/或干燥剂混合的水形成。
图2中所示的泵式电动机14的外转子15可以经由轴18围绕位于径向更内侧的定子19旋转。因此这是一个外转子式电动机,这对于本实用新型来说不是强制性的。这种外转子式电动机的转子在图3中示意性地示出为具有其施加的海尔贝克式磁化的细节。作为替代方案,内转子式电动机也是可能的。这种内转子式电动机的内转子16在图4中作为单独的图示出,其具有施加的海尔贝克式磁化部。
从图2、图3和图5中的不同观察方向可以看出,外转子15承受海尔贝克式磁化,并且整体形成为基本上呈圆柱护套形并包围轴18。
外转子式电动机的转子包括在轴的方向上指向径向内部多个磁北极N和相同数量的指向径向内部的磁南极S。这种海尔贝克式磁化的并且在空间上看基本上呈圆柱护套形式的转子在截面中垂直于其旋转中心轴线,即在轴向方向上观察或者在横截面中优选地设计成圆环形。从其中心看,转子的该圆环具有内半径为r1的径向内圆环边缘(内边缘)和与其同心的外半径为r2的外圆环边缘(外边缘)。外半径r2大于内半径r1。从径向看,转子的圆环因此在这两个同心环边缘之间具有径向厚度,其是由外半径r2和内半径r1之间的差形成的。在圆周方向上观察,磁北极N和磁南极S交替地以彼此相距一定距离、优选地以基本相同的预定圆周角相互跟随。转子周围的磁极序列如下,从横截面看是圆形的:例如从北极开始,然后是南极、北极、南极等等,或者从南极开始,然后是北极、南极、北极等等。在这种情况下,弯曲的第一磁力线17相应地在指向径向内部的磁北极N和相邻的(从圆周方向观察)的指向径向内部的磁南极S之间延伸,弯曲的磁力线具有向外弯曲的部分、这里优选是圆弧部段。这些仅在图3中示意性地显示在转子的圆环的一个扇区中;但是,它们存在于所有极对之间。在转子材料的内部由海尔贝克式磁化产生的磁力线从存在于在横截面中圆环形的转子的内边缘(具有内半径r1)处的或内边缘区域中的相应磁北极N起,延伸到存在于在横截面中圆环形的转子的内边缘(具有内半径r1)处的或内边缘区域中的在圆周方向U中相邻的磁南极S,其中,该转子材料由在横截面中圆环形的转子的内边缘(具有内半径r1)和以径向厚度径向向外错置的外边缘(具有外半径r2)限定,这里在图3的示例性实施例中,优选地相应在向外弯曲的、也就是凸的、弓形弯曲的路径上,特别在圆弧部段上。在相应的磁北极N和与其相邻的磁南极S之间延伸的所有磁力线的整体中,在实施例中仅示出了其中的几个,它们代表这些磁力线,其具有向外弯曲的弓形部段、特别是圆弧部段,它们各自闭合的整体曲线在转子的圆环内连续延伸,其中,转子的横截面是圆形的并且在其径向宽度方面由内半径r1和外半径r2限定。从内部径向向外看,这些弓形部段、特别是圆弧部段仅穿透在横截面上为圆环形的转子的由两个半径界定的总径向厚度的径向部分路段,其充其量达到圆形外边缘(外半径r2)给出的极限。在图3和图5中,示出了该磁力线在径向最外侧的、向外弯曲的弓形部段、特别是圆弧部段,该磁力线刚好在横截面中圆环形的外转子的转子材料中延伸,并且其圆形外边缘与在相应的磁北极N和在圆周方向U上相邻的磁南极S之间存在的二等分线从内侧相切或接触。
这里在图3的示例性实施例中,指向径向内部的磁南极S优选存在于两个在圆周方向U中相邻的指向径向内部的磁北极N之间的外转子式转子的圆弧部段的中间,即基本上在等分线上。相反,指向径向内部的磁北极N优选地位于两个在圆周方向U中相邻的指向径向内部的磁南极S之间的外转子式转子的圆弧部段的中间,即基本上在等分线上。
总的来说存在一个总极数p(即磁北极N和磁南极S的数量总和)。在轴向方向上观察,外转子至少几乎形成一个环、特别是圆环,其具有内半径r1和外半径r2。在这些半径之间,转子具有沿径向观察的磁厚度m,其对应于在轴线上看至少几乎圆环形的转子的几何尺寸、即径向厚度。所谓的极距Τp、即从一个磁北极N到相邻磁南极S的以弧度为单位的间距然后在内半径r1处以圆周
2πr1得出:Τp=(2πr1)/p。
极距Τp的长度与磁厚度m之比在1.8到3.2的范围内。在内半径处的两个极之间的间距因此是环形转子的厚度的1.8至3.2倍。
特别是,比值Τp/m在处于2.0和2.8之间的范围中。比值Τp/m在2.1和2.6之间的范围内特别有利。
这避免了横截面为圆形的转子径向厚度的尺寸过大,并且与此相关,避免了转子材料的不必要的大重量。结果是,可以减少转子的一个或多个轴承上的负载。可以节省转子材料,有利于转子的大批量生产。另一方面,也避免了转子尺寸过小。以这种方式,弯曲的磁力线具有足够的可用转子材料以确保转子的非常好的磁特性。
在图6中,在左侧和右侧所示的部分部段之间,很明显将相同内径的极数减半(从左到右,总极数p从16变为8)导致Τp翻倍。
由于磁厚度m随着内半径r1线性增加,而转子的极数保持不变,因此内半径r1每增加一定量,转子的圆环厚度也随之增加一部分Δ。
迄今为止所描述的示例针对如下电动机14示出,该电动机14是所谓的外转子式电动机,其中转子布置在径向更靠内设置的定子19的外侧。
以类似的方式,本实用新型也可以用于将内转子式电动机作为电动机14:这例如在图4中示出。电动机14又包括定子19和内转子16,转子承受海尔贝克式磁化,并且(从空间上看)基本上呈圆柱护套形式,特别是圆柱体,并且围绕轴18。内转子16现在布置在同心地对其进行围绕的定子的内部。为清楚起见,这在图4中被省略。
该海尔贝克式磁化的并且在空间上看基本上圆柱形的内转子式转子在垂直于或与其中心旋转轴线呈直角的横截面中,即在轴向方向中或在横截面中看,设计为基本上是环形的。如图4所示,转子的这个圆环从其中心观察,具有内半径为r1的径向内部的内圆环边缘(内边缘)和具有外半径为r2的同心地进一步处于外部的外圆环边缘(外边缘)。外半径r2大于内半径r1。在这两个同心环边缘之间,内转子16的圆环在径向方向上具有径向厚度,这是由外半径r2和内半径r1之间的差产生的。在此,内转子式转子在总极数p方面包括在从轴18指向径向外部的方向中的多个磁北极N和数量与之相同的指向径向外部的磁南极S。在圆周方向U上观察,磁北极N和磁南极S沿着外边缘或沿着外边缘区域交替地彼此跟随,优选地彼此以基本上相同的预定圆周角彼此跟随。优选地,指向径向外部的磁南极存在于两个在圆周方向U中相邻的指向径向外部的磁北极之间的内转子式转子的环形弧段的中间。相反,优选地指向径向外部的磁北极存在于在圆周方向U上相邻的两个磁径向向外的磁南极之间的内转子式转子的环形弧段的中间。
在转子材料的内部由海尔贝克式磁化产生的第二磁力线23从存在于在横截面中圆环形的内转子式转子的外边缘(具有外半径r2)处的或外边缘区域中的相应磁北极N起,延伸到存在于在横截面中圆环形的转子的外边缘(具有外半径r2)处的或外边缘区域中的在圆周方向U中相邻的磁南极S,其中,该转子材料由在横截面中圆环形的转子的外边缘(具有外半径r2)和以径向厚度径向向外错置的内边缘(具有内半径r1)限定,这里在图4的实施例中,优选相应在向内弯曲的、也就是凹进的、弓形弯曲的路径上,特别在圆弧部段上。弯曲的磁力线在指向径向外部的磁北极N和(在圆周方向上观察)相邻的指向径向外部的磁南极S之间延伸,该磁力线在此在图4的内转子式转子的情况中与上述的图3、图5的外转子15的磁力线相反地弯曲。在相应的磁北极N和与其相邻的磁南极S之间延伸的所有磁力线的整体中,在实施例中仅示出了其中的几个,它们代表这些磁力线,其具有向外弯曲的弓形部段、特别是圆弧部段,它们各自闭合的整体曲线在转子的圆环内连续延伸,其中,转子的横截面是圆形的并且在其径向宽度方面由内半径r1和外半径r2限定。从外部径向向内看,这些弓形部段、特别是圆弧部段仅穿透在横截面上为圆环形的内转子的由两个半径界定的总径向厚度的径向部分路段,其充其量达到圆形内边缘(内半径为r1)给出的极限。图4示出了磁力线的径向最内置、向内弯曲的弓形部段、特别是圆弧部段,该磁力线刚好在横截面中圆环形的内转子式转子的转子材料中连续延伸,并且其圆形内边缘与在相应的磁北极N和在圆周方向U上相邻的磁南极S之间存在的二等分线从外侧相切或接触。
在此,在轴向防线上看,即在横截面上看,转子也形成至少几乎一个环、特别是圆环,该环具有内半径r1和外半径r2,并且在两种半径之间在径向方向上观察具有磁厚度m。然而,在这里,外半径r2是决定性的,因此从磁北极N到相邻的磁南极S的以弧度为单位的间距、即所谓的极距Τp设有Τp=(2π·r2)/p。
此处适用的教导是,极距Τp的长度与磁厚度m的比值在1.8到3.2的范围内。特别是,该比值Τp/m在2.0和2.8之间的范围内。比值Τp/m在2.1和2.6之间的范围内特别有利。
这也避免了因轴承负载过大而造成的尺寸过大以及内部转子的转子材料的大量使用。另一方面,也避免了尺寸过小。以这种方式,弯曲的磁力线具有足够的可用材料以确保非常好的磁特性。
在图6中,在左侧和右侧所示的截面之间也清楚的是,磁厚度m随着外半径r2线性增加,而转子的极数保持不变。因此,外半径r2的每次增加也伴随着转子的环的径向厚度的增加。
如果在用于极距Τp的上述计算公式中代替外转子的内半径r1和内转子的外半径r2将此半径命名为相关的电机半径rMotor,则为极距Τp给出通用公式:Τp=(2π·rMotor)/p。那么2π·rMotor是进一步计算的相关范围。
在图5中绘制的几何条件下,内转子和外转子的两个磁极之间的张角α得出:
α=360°/p。
其中p为磁极的总极数。另外,相邻两个磁极之间的弦s为:
s=2π·rmotor·sin(α/2)。
如果从半弦s/2中减去区段的高度h(半径为rMotor的圆),则获得(在图5中沿径向观察的最外置的)磁力线所需的磁厚度,因此海尔贝克式磁化部的转子的磁厚度m如下(在图5中,最外置的磁力线被包围在转子材料中):
m=(s/2)–h,
其中,适用于转子外的高度h:
h=rMotor·(1-cos(α/2))。
因此,磁厚度m完全来自几何关系。利用用于Τp的以上的计算定义了Τp与m之间的关系。
转子可以不同地设计。例如,它可以形成铁氧体烧结体。
外转子或内转子式电动机的转子特别是在压铸过程中可以非常有利地由塑性铁氧体形成。在海尔贝克式磁化期间,其中包含的铁氧体颗粒然后如下地指向,即产生外加磁性特征。代替铁氧体颗粒,也可以非常有效地使用钕颗粒。
如上所述,家用电器可以是导水的。例如,然后可以(也)使用电动机来驱动泵13。
特别地,转子具有在其走向上的至少六对磁极的布置,这些磁极具有海尔贝克式磁化部。这允许磁通量闭合运行,而不需要用于磁回路的单独主体。这种转子、例如转子因此可以没有用于磁回路的单独主体并且因此可以设计成非常轻且节省材料。
因此可以省去外环或类似的铁或钢体,尤其在包括根据本实用新型设计的外转子的外转子式电动机的情况下。在具有根据本实用新型设计的内转子的内转子式电动机的情况下,可以相应地省略内部磁回路、尤其是回路环。相应的转子特别地也没有任何稳定和/或保护其的外壳,以实现最小化的转动惯量和最小化的材料使用。
因为通过放弃在根据本实用新型涉及的外转子式转子的情况中用于磁回路的特殊的外环,所以这种方式设计的泵的总直径可以保持特别小,泵就尤其可以是用于从家用电器中去除受污染流体的排水泵或排空泵,并且其外半径可能小于45毫米。泵13也可以是用于循环洗涤液的循环泵、即已经添加了清洁剂、漂洗助剂和/或干燥剂的水,并且泵具有小于55毫米的外径。
相应在根据本实用新型设计的内转子的情况下,通过省去特别是用于磁回路的单独的内环,以这种方式装备的泵的总直径可以保持特别小。
相应的转子可以形成一体的单一的主体,并且可以是例如在压铸工艺中制造的具有嵌入金属颗粒的塑料主体。不需要逐片结构。由于制造过程中的海尔贝克式磁化部,即使没有单独的磁回路体,转子中的磁力线也是闭合的。使用一体式结构也实现了非常经济有效的解决方案。与复合材料转子相比,也不需要外部加工。具有弧形磁化的单片磁环由于耐腐蚀可直接用于流体介质中。由于磁回路不需要主体,因此不必保护它免受可能的磨蚀性泵送介质的影响。
相应地,根据本实用新型设计的电动机也可以用于驱动风扇,该风扇尤其是家用电器的部件。
总体而言,本实用新型通过减轻转子重量实现了转子的一个或多个轴承上的负载的减少。同时,这种重量减轻导致改善的不平衡行为,通过优化的磁厚度m(半径包含在损耗计算中的4次方)导致粘性摩擦损失(飞溅损失)的减少。较少量的材料降低了成本。
参考标号列表
1 洗碗机
2 冲洗容器
3 门
4 开口方向
5 设备主体
6 装饰面板
7 嵌入开口
8 控制面板
10 餐具抽屉
Q 横向方向
V 前侧
11 餐具篮
12 底座
13 泵
14 电动机
15 外转子
16 内转子
r1 内半径
r2 外半径
N 磁北极
S 磁南极
m 磁厚度
α 张角
U 圆周方向
s 弦
h 高度
17 第一磁力线
18 轴
19 定子
23 第二磁力线
Claims (24)
1.一种洗碗机,具有至少一个电动机(14),所述电动机(14)包括定子(19)和外转子(15),所述外转子被海尔贝克式磁化并且呈圆柱护套形式并且围绕轴(18),所述外转子包括多个在朝所述轴的方向上指向径向内部的磁北极和磁南极,所述磁北极和磁南极具有总极数p,弯曲的磁力线分别在指向径向内部的磁北极与相邻的指向径向内部的磁南极之间延伸,在轴向方向上观察,所述外转子(15)形成一个具有内半径r1和外半径的环,并且所述外转子在所述内半径r1与所述外半径之间具有磁厚度,从磁北极到相邻的磁南极的以弧度为单位的间距是极距Τp,设有Τp=(2π·r1)/p,
其特征在于,
所述极距与所述磁厚度在长度方面的比值在从1.8到3.2的范围内。
2.根据权利要求1所述的洗碗机,其特征在于,所述极距与所述磁厚度的所述比值在2与2.8之间的范围内。
3.根据权利要求2所述的洗碗机,其特征在于,所述极距与所述磁厚度的所述比值在2.1与2.6之间的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,在所述外转子(15)的极数保持不变的情况下,所述磁厚度随着所述内半径线性增加。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述电动机(14)是外转子式电动机,所述外转子(15)布置在径向更靠内设置的定子(19)之外。
6.根据权利要求5所述的洗碗机,其特征在于,在所述外转子式电动机的外转子(15)的情况中,由所述内半径形成电机半径。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述外转子形成烧结铁氧体本体。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述外转子由具有嵌入的钕颗粒的塑料基体或塑性铁氧体形成。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述外转子在所述外转子的走向上具有由至少六个磁极对构成的布置,所述磁极对具有海尔贝克式磁化部,并且所述外转子没有专门用于磁回路的主体。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述外转子没有用于固定和/或保护所述外转子的外罩。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述洗碗机是导水的并且包括至少一个泵(13),所述泵能够由所述电动机(14)驱动。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述洗碗机包括风扇,所述风扇的风扇叶轮能够由所述电动机(14)驱动。
13.一种洗碗机,具有至少一个电动机(14),所述电动机(14)包括定子(19)和内转子(16),所述内转子被海尔贝克式磁化并且呈圆柱护套形式并且围绕轴(18),所述内转子包括多个指向径向外部的磁北极和磁南极,所述磁北极和磁南极具有总极数p,弯曲的磁力线分别在指向径向外部的磁北极与相邻的指向径向外部的磁南极之间延伸,在轴向方向上观察,所述内转子(16)形成一个具有内半径和外半径r2的环,并且所述内转子在所述内半径与所述外半径r2之间具有磁厚度,从磁北极到相邻的磁南极的以弧度为单位的间距是极距Τp,设有Τp=(2π·r2)/p,
其特征在于,
所述极距与所述磁厚度在长度方面的比值在从1.8到3.2的范围内。
14.根据权利要求13所述的洗碗机,其特征在于,所述极距与所述磁厚度的所述比值在2与2.8之间的范围内。
15.根据权利要求14所述的洗碗机,其特征在于,所述极距与所述磁厚度的所述比值在2.1与2.6之间的范围内。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,在所述内转子(16)的极数保持不变的情况下,所述磁厚度随着所述外半径线性增加。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述电动机(14)是内转子式电动机,其中,所述内转子(16)布置在径向更靠外设置的定子(19)之内。
18.根据权利要求17所述的洗碗机,其特征在于,在所述内转子式电动机的内转子(16)的情况中,由所述外半径形成电机半径。
19.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述内转子形成烧结铁氧体本体。
20.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述内转子由具有嵌入的钕颗粒的塑料基体或塑性铁氧体形成。
21.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述内转子在所述内转子的走向上具有由至少六个磁极对构成的布置,所述磁极对具有海尔贝克式磁化部,并且所述内转子没有专门用于磁回路的主体。
22.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述内转子没有用于固定和/或保护所述内转子的外罩。
23.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述洗碗机是导水的并且包括至少一个泵(13),所述泵能够由所述电动机(14)驱动。
24.根据权利要求13至15中任一项所述的洗碗机,其特征在于,所述洗碗机包括风扇,所述风扇的风扇叶轮能够由所述电动机(14)驱动。
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