DE102016109018A1

DE102016109018A1 - Einphasiger Motor, Luftstromerzeugungsvorrichtung und Elektrogerät

Info

Publication number: DE102016109018A1
Application number: DE102016109018.2A
Authority: DE
Inventors: Yue Li; Chui You ZHOU; Gang Li; Yong Wang; Yong Li; Wei Zhang; Ming Chen; Jie CHAI; Kwong Yip Poon; Wen Liang Li; Lin Ping Gui
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-11-24
Also published as: MX2016006402A; JP2017022971A; CN106169819A; US20160341219A1; BR102016011535A2; KR20160137434A

Abstract

Es werden ein einphasiger Motor, eine Luftstromerzeugungsvorrichtung und ein Elektrogerät angegeben. Der Motor hat einen Ständer und einen Läufer. Der Ständer hat einen Ständerkern und Ständerwicklungen. Der Ständerkern hat ein ringförmiges Joch und mehrere Polabschnitte. Eine Magnetbrücke oder Schlitzöffnung ist zwischen jeweils zwei Polabschnitten gebildet. Eine Endfläche jedes Polabschnitts enthält eine Bogenfläche. Eine Positionierungsnut ist in jeder Bogenfläche gebildet. Die Bogenflächen der Polabschnitte bilden zusammenwirkend einen Aufnahmehohlraum. Der Läufer hat eine Drehwelle und einen an der Drehwelle befestigten Permanentmagnet. Der Permanentmagnet ist in dem Aufnahmehohlraum aufgenommen. Die Bogenflächen liegen an einer zylindrischen Fläche, die um eine Drehachse der Drehwelle zentriert ist. Das Rastmoment des Motors kann verringert werden, wodurch der Anlaufstrom und damit das Geräusch des Motors verringert wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfindung betrifft Motoren und insbesondere einen einphasigen Motor mit hoher Drehgeschwindigkeit und ein Elektrogerät wie beispielsweise einen Staubsauger, einen Händetrockner und einen Haartrockner, in welchem der Motor verwendet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Um bei konventionellen einphasigen Motoren den Start-Totpunkt zu vermeiden, ist zwischen dem Ständer und dem Läufer üblicherweise ein ungleichmäßiger Spalt definiert. Da der Motor mit dem ungleichmäßigen Spalt jedoch ein hohes Rastmoment hat, entstehen starke Vibrationen und Geräusche.
ÜBERSICHT
Daher wird ein einphasiger Motor mit einem geringeren Rastmoment gewünscht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein einphasiger Motor angegeben, der einen Ständer und einen Läufer hat. Der Ständer hat einen Ständerkern und Ständerwicklungen, die um den Ständerkern herumgeführt sind. Der Ständerkern hat ein Joch und eine Mehrzahl von asymmetrischen Polabschnitten, die sich von dem Joch nach innen erstrecken, wobei eine Magnetbrücke oder Schlitzöffnung zwischen jeweils zwei benachbarten Polabschnitten gebildet ist, wobei jeder Polabschnitt eine Endfläche mit einer dem Läufer zugewandten Bogenfläche hat, eine Positionierungsnut in der Bogenfläche gebildet ist und die Bogenflächen der Mehrzahl von Polabschnitten zusammenwirkend einen Aufnahmehohlraum bilden, in dem der Permanentmagnet aufgenommen ist. Der Läufer hat eine Drehwelle und einen an der Drehwelle befestigten Permanentmagnet. Der Permanentmagnet ist in dem Aufnahmehohlraum aufgenommen, der zwischen der ersten Bogenfläche und der zweiten Bogenfläche gebildet ist.
Vorzugsweise liegen die Bogenflächen an einer zylindrischen Fläche, die um eine Drehachse der Drehwelle zentriert ist, wobei der Permanentmagnet und die Bogenflächen zwischen sich einen im Wesentlichen gleichmäßigen Spalt bilden.
Vorzugsweise ist zwischen jeweils zwei benachbarten Polabschnitten eine Schlitzöffnung gebildet, und eine Breite der Schlitzöffnung ist kleiner oder gleich der dreifachen Breite des gleichmäßigen Spalts.
Vorzugsweise bilden eine Verbindungslinie, die eine Mitte der Magnetbrücke oder Schlitzöffnung und eine Mitte des Läufers verbindet, und eine Erstreckungsrichtung eines der Polabschnitte einen Winkel von 60 bis 65 Grad.
Vorzugsweise umfasst die Mehrzahl von Polabschnitten einen ersten Polabschnitt und einen zweiten Polabschnitt, die entlang einer diametralen Richtung des Läufers einander gegenüberliegen. Die Endfläche des ersten Polabschnitts umfasst die erste Bogenfläche und eine erste und zweite Schnittfläche an gegenüberliegenden Seiten der ersten Bogenfläche. Die Endfläche des zweiten Polabschnitts umfasst die zweite Bogenfläche und eine dritte und vierte Schnittfläche an gegenüberliegenden Seiten der zweiten Bogenfläche. Die erste Schnittfläche und die dritte Schnittfläche liegen einander gegenüber und definieren die erste Schlitzöffnung zwischen sich, und die zweite Schnittfläche und die vierte Schnittfläche liegen einander gegenüber und definieren die zweite Schnittfläche zwischen sich.
Vorzugsweise haben die erste Schlitzöffnung und die zweite Schlitzöffnung im Wesentlichen die gleiche Größe und sind um eine Drehachse des Läufers symmetrisch.
Vorzugsweise entspricht ein Abstand zwischen der ersten Schnittfläche und der dritten Schnittfläche dem 0,09- bis 0,13-fachen eines Außendurchmesser des Läufers und/oder ein Abstand zwischen der zweiten Schnittfläche und der vierten Schnittfläche entspricht dem 0,09- bis 0,13-fachen des Außendurchmessers des Läufers.
Vorzugsweise besteht der Ständerkern aus einem ersten Halbkernbereich und eine zweiten Halbkernbereich, wobei der erste Halbkernbereich einen ersten Halbjochbereich und einen ersten Polabschnitt bildet und wobei der zweite Halbkernbereich einen zweiten Halbjochbereich und einen zweiten Polabschnitt bildet und der erste Halbjochbereich und der zweite Halbjochbereich zu dem ringförmigen Joch verbunden sind.
Vorzugsweise entspricht eine Dicke des Spalts dem 0,26- bis 0,34-fachen einer Dicke des Permanentmagnets.
Vorzugsweise entspricht eine Dicke des Permanentmagnets dem 0,2- bis 0,24-fachen eines Außendurchmessers des Läufers.
Vorzugsweise entspricht eine Breite des Polabschnitts dem 1,4- bis 1,6-fachen eines Außendurchmessers des Läufers.
Vorzugsweise ist das Joch ein ringförmiges Joch, und eine Dicke des ringförmigen Joches entspricht dem 0,5- bis 0,7-fachen eines Außendurchmessers des Läufers.
Vorzugsweise hat die Positionierungsnut eine in Richtung auf den Permanentmagnet weisende Öffnung, und eine Breite der Öffnung der Positionierungsnut entspricht dem 0,24- bis 0,28-fachen eines Außendurchmessers des Läufers.
Vorzugsweise hat die Positionierungsnut eine in Richtung auf den Permanentmagnet weisende Öffnung, und eine in den entsprechenden Polabschnitt hineinreichende Tiefe der Positionierungsnut entspricht dem 0,015- bis 0,035-fachen eines Außendurchmessers des Läufers.
Vorzugsweise ist eine Mitte der Positionierungsnut auf eine Mittellinie eines entsprechenden Polabschnitts ausgerichtet, und die Endfläche des Polabschnitts ist um die Mittellinie des Polabschnitts asymmetrisch.
Vorzugsweise hat der Ständer ferner ein Gehäuse mit zwei Halbgehäusebereichen, wobei jeder Halbgehäusebereich eine zylindrische Hülse, eine an einem äußeren Ende der zylindrischen Hülse angeordnete Nabe und eine Mehrzahl von Speichen hat, die zwischen die zylindrische Hülse und die Nabe geschaltet sind. Ein Lager ist in der Nabe montiert. Der Ständerkern ist an einer Innenwandfläche der zylindrischen Nabe montiert, und einander entgegengesetzte Enden der Drehwelle erstrecken sich durch die Naben der beiden Halbgehäusebereiche und sind jeweils durch Lager gestützt, die in der Nabe montiert sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Luftstromerzeugungsvorrichtung angegeben, die ein Laufrad und einen Motor wie vorstehend beschrieben umfasst.
Vorzugsweise ist das Laufrad ein Radiallaufrad, das durch die Drehwelle des einphasigen Motors angetrieben wird. Das Radiallaufrad hat in der Mitte des Laufrads einen Einlass, entlang einer äußeren Peripherie des Laufrads einen Auslass und Luftkanäle, die zwischen dem Einlass und dem Auslass miteinander in Verbindung stehen. Die Luftstromerzeugungsvorrichtung hat ferner einen Luftverteiler, der das Radiallaufrad umschließt. Der Luftverteiler hat eine Mehrzahl von Luftverteilungskanälen, und Einlassenden der Luftverteilungskanäle stehen in Strömungsverbindung mit dem Auslass des Radiallaufrads.
Vorzugsweise hat der Luftverteiler ein zylindrisches Außengehäuse und eine in dem Außengehäuse angeordnete Trennplatte. Die Trennplatte ist an dem einphasigen Motor montiert. Das zylindrische Außengehäuse umschließt den einphasigen Motor, und die Trennplatte hat eine Durchgangsbohrung für den Durchtritt der Drehwelle des einphasigen Motors.
Vorzugsweise erstrecken sich die Luftverteilungskanäle durch die Trennwand.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrogerät wie beispielsweise ein Staubsauger, ein Händetrockner, ein Haartrockner und dergleichen angegeben, in welchem die vorstehende beschriebene Luftstromerzeugungsvorrichtung verwendet wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können das Rastmoment des Motors verringern, wodurch der Anlaufstrom und damit das Geräusch des Motors verringert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Vorliegende Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen und auf die Ausführungsformen im Detail erläutert.
1 zeigt einen einphasigen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt den einphasigen Motor von 1 mit abgenommenem Ständergehäuse;
3 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines Ständers des einphasigen Motors von 1;
4 zeigt den einphasigen Motor von 1, wobei eine Wicklungshalterung, eine erste Isolierverkleidung und eine zweite Isolierverkleidung entfernt wurden;
5 zeigt einen Ständerkern des einphasigen Motors von 1;
6 eine Luftstromerzeugungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt die Luftstromerzeugungsvorrichtung von 6 mit abgenommenem Luftverteiler;
8 zeigt einen Luftverteiler der Luftstromerzeugungsvorrichtung von 6;
9 ist eine Schnittansicht der Luftstromerzeugungsvorrichtung von 6;
10 zeigt die Luftstromerzeugungsvorrichtung von 6, die in einem Staubsauger verwendet wird;
11 zeigt eine Luftstromerzeugungsvorrichtung von 6, die in einem Händetrockner verwendet wird;
12 zeigt eine Luftstromerzeugungsvorrichtung von 6, die in einem Haartrockner verwendet wird.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird auf die 1 bis einschließlich 3 Bezug genommen. Ein einphasiger Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Ständer und einen Läufer. Der Ständer hat ein Ständergehäuse, einen Ständerkern 41, Ständerwicklungen 49, die um den Ständerkern 41 herumgeführt sind, und eine Steuerplatine 50, die an einem Ende des Ständers montiert ist. Der Ständer hat zwei Halbgehäusebereiche 31, 32. Jeder Halbgehäusebereich hat eine zylinderförmige Hülse, eine an einem äußeren Ende der zylinderförmigen Hülse angeordnete Nabe 35 und eine Mehrzahl von Speichen 33, die zwischen die zylinderförmige Hülse und die Nabe 35 geschaltet sind. Ein Lager 37 ist in der Nabe 35 montiert. Der Ständerkern 41 besteht aus magnetisch leitendem Material wie Eisen und ist an einer Innenwandfläche der zylinderförmigen Hülse montiert. In dieser Ausführungsform ist der einphasige Motor 20 vorzugsweise ein einphasiger bürstenloser Permanentmagnet-Gleichstrommotor 20. In anderen Ausführungsformen kann der einphasige Motor 20 auch ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein.
Der Läufer hat eine Läuferwelle 61 und einen Permanentmagnet 63 (siehe 4), der an der Läuferwelle 61 befestigt ist. Vorzugsweise entspricht eine radiale Dicke des Permanentmagnets 63 dem 0,2- bis 0,24-fachen eines Außendurchmessers des Läufers. Einander entgegengesetzte Enden der Drehwelle 61 erstrecken sich durch die Naben 35 der beiden Halbgehäusebereiche 31, 32 und werden jeweils durch Lager 37 gestützt, die in den Naben 35 montiert sind.
Es wird auf 2 und 3 Bezug genommen. Eine Isolierhalterung 47 ist zwischen Polabschnitten 52, 56 des Ständerkerns 41 und den Ständerwicklungen 49 angeordnet, um den Ständerkern 41 und die Wicklungen 49 zu isolieren. Zwei Isolierelemente wie Isolierverkleidungen 45 sind jeweils zwischen einem äußeren Ringbereich (d. h. Joch) des Ständers 41 und den beiden Ständerwicklungen 49 angeordnet, um die Ständerwicklungen 49 von dem Ständerkern 41 zu isolieren. In dieser Ausführungsform ist die Isolierverkleidung 45 an einer Innenfläche des äußeren Ringbereichs des Ständerkerns 41 befestigt und hat eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt des entsprechenden Polabschnitts 52 oder 56.
Es wird auf 4 und 5 Bezug genommen. Der Ständerkern 41 besteht aus einem ersten Halbkernbereich und einem zweiten Halbkernbereich. Die Verbindungsflächen des ersten Halbkernbereichs und des zweiten Halbkernbereichs sind mit konkav-konvexen Eingriffsstrukturen versehen. Der erste Halbkernbereich enthält den ersten Halbjochbereich 51 und einen ersten Polabschnitt 52, der sich von dem ersten Halbjochbereich 51 in Richtung auf eine Mitte des Ständerkerns erstreckt. Der zweite Halbkernbereich enthält einen zweiten Halbjochbereich 55 und einen zweiten Polabschnitt 56, der sich von dem zweiten Halbjochbereich 55 in Richtung auf den Ständerkern erstreckt. Der erste Halbjochbereich 51 und der zweite Halbjochbereich 55 bilden zusammenwirkend ein ringförmiges Joch 50.
Der erste Polabschnitt 52 und der zweite Polabschnitt 56 haben senkrecht zur Erstreckungsrichtung des ersten Polabschnitts 52 eine Breite W1, und die Breite W1 beträgt das 1,4- bis 1,6-fache eines Außendurchmessers D1 des Läufers. Das ringförmige Joch 50 hat entlang einer radialen Richtung des Ständers eine Dicke W2, und die Dicke W2 des ringförmigen Joches 50 beträgt das 0,5- bis 0,7-fache des Außendurchmessers D1 des Läufers. Der erste Polabschnitt 52 hat eine erste Bogenfläche 52a mit einer in dieser gebildeten ersten Positionierungsnut 52b. Der zweite Polabschnitt 56 hat eine zweite Bogenfläche 56a mit einer in dieser gebildeten zweiten Positionierungsnut 56b. Die erste Positionierungsnut 52b und die zweite Positionierungsnut 56b sind entlang einer diametralen Richtung des Läufers einander zugewandt, um die Ausgangs/Stopp-Position des Läufers relativ zu dem Ständer zu steuern, wenn der Motor deaktiviert wird. Die Stopp-Position oder die Ausgangsposition des Läufers kann eingestellt werden durch eine Einstellung der Positionen der Positionierungsnuten 52b, 56b. Die erste Bogenfläche 52a und die zweite Bogenfläche 56a sind einander zugekehrt, um zwischen sich einen Aufnahmehohlraum zur Aufnahme des Permanentmagnets 63 zu bilden. Der Permanentmagnet 63 bildet zwei Permanentmagnetpole. Vorzugsweise liegen die erste Bogenfläche 52a und die zweite Bogenfläche 56a gemeinsam an einer zu dem Läufer koaxialen zylindrischen Fläche, so dass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Spalt 65 zwischen dem Permanentmagnet 63 und der ersten Bogenfläche 52a/zweiten Bogenfläche 56a gebildet wird (mit Ausnahme der Bereiche der Positionierungsnuten 52b, 56b und der Öffnungen 53, 54 ist der Spalt in anderen Bereichen gleichmäßig). Eine Dicke des gleichmäßigen Spalts 65 beträgt das 0,26- bis 0,34-fache der Dicke des Permanentmagnets 63.
Ein Sensor 67 (2) wie beispielsweise ein Hall-Sensor ist durch Klemmen mit der Platine 50 (1) verbunden, um die Drehposition des Permanentmagnets 63 zu erfassen.
Die Ständerwicklungen 49 sind um den ersten Polabschnitt 52 und den zweiten Polabschnitt 56 herumgeführt. Insbesondere hat die Halterung 47 einen hohlen ersten Befestigungsarm 48a und einen hohlen zweiten Befestigungsarm 48b, die sich jeweils in Richtung auf Enden des ersten Polabschnitts 52 und des zweiten Polabschnitts 56 erstrecken. Der erste Polabschnitt 52 erstreckt sich in den ersten Befestigungsarm 48a hinein, und der zweite Polabschnitt 56 erstreckt sich in den zweiten Befestigungsarm 48b hinein. Jede Ständerwicklung 49 ist außenseitig um einen entsprechenden Arm des ersten Befestigungsarms 48a und des zweiten Befestigungsarms 48b herumgeführt, d. h. die Ständerwicklungen 49 und der erste Polabschnitt 52/der zweite Polabschnitt 56 sind jeweils durch den ersten Befestigungsarm 48a und den zweiten Befestigungsarm 48b voneinander beabstandet. Bei Stromzufuhr können die Ständerwicklungen 49 zwei Magnetkreise erzeugen, die durch den Läufer verlaufen.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Zwei Umfangsenden der ersten Bogenfläche 52a bilden jeweils eine erste Schnittfläche 52c und eine zweite Schnittfläche 52d. Die beiden Umfangsenden der zweiten Bogenfläche 56a bilden eine dritte Schnittfläche 56c und eine vierte Schnittfläche 56d. Die erste Schlitzöffnung 53 ist zwischen der ersten Schnittfläche 52c und der dritten Schnittfläche 56c und die zweite Schlitzöffnung 54 zwischen der zweiten Schnittfläche 52d und der vierten Schnittfläche 56d gebildet.
Die Breite der Schlitzöffnung 53 (d. h. ein Abstand zwischen der ersten Schnittfläche 52c und der dritten Schnittfläche 56c) beträgt das 0,09- bis 0,13-fache des Außendurchmessers D1 des Läufers, und die Breite der Schlitzöffnung 54 (d. h. ein Abstand zwischen der zweiten Schnittfläche 52d und der vierten Schnittfläche 56d) beträgt ebenfalls das 0,09- bis 0,13-fache des Außendurchmessers D1 des Läufers.
Vorzugsweise bilden eine Verbindungslinie L1, die die Mitten der ersten Schlitzöffnung 53 und der zweiten Schlitzöffnung 54 verbindet, und die Erstreckungsrichtung L2 des ersten Polabschnitts 52 ein Winkel Q von 60 bis 65 Grad. Weiterhin vorzugsweise bilden die Verbindungslinie L1, die die Mitten der ersten Schlitzöffnung 53 und der zweiten Schlitzöffnung 54 verbindet, und die Erstreckungsrichtung des zweiten Polabschnitts 56 einen Winkel von 60 bis 65 Grad. Wenn der Winkel zwischen den Linien L1 und L2 kleiner als 90 Grad ist, ist der erste Polabschnitt 52 bezüglich seiner Mittellinie L2 eine nichtsymmetrische Konstruktion, und der zweite Polabschnitt 56 ist bezüglich seiner Mittellinie ebenfalls eine nichtsymmetrische Konstruktion. Diese Konstruktion kann die induzierte Spannung des Motors verringern, wodurch das Ausgangsdrehmoment des Motors vergrößert wird. Ferner läuft der Läufer in eine Richtung leichter an als in die andere.
Die erste Schlitzöffnung 53 und die zweite Schlitzöffnung 54 sind im Wesentlichen gleich groß und sind um die Drehmitte des Läufers symmetrisch.
Die erste Bogenfläche 52a hat die erste Positionierungsnut 52b, und die zweite Bogenfläche 56a hat die zweite Positionierungsnut 56b. Eine Öffnung der ersten Positionierungsnut 52b ist dem Permanentmagnet 63 zugewandt, und eine Öffnung der zweiten Positionierungsnut 56b ist dem Permanentmagnet 63 zugewandt. Eine Breite der Öffnung der ersten Positionierungsnut 52b und der zweiten Positionierungsnut 56b beträgt das 0,24- bis 0,28-fache des Außendurchmessers D1 des Läufers. Der hier verwendete Begriff „Breite der Öffnung” bezieht sich auf eine Größe der ersten Positionierungsnut 52b und der zweiten Positionierungsnut 56b entlang einer Umfangsrichtung des Permanentmagnets. Eine in den ersten Polabschnitt 52 hineinreichende Tiefe der ersten Positionierungsnut 52b und eine in den zweiten Polabschnitt 56 hineinreichende Tiefe der zweiten Positionierungsnut 56b betragen beide das 0,015- bis 0,035-fache des Außendurchmessers D1 des Läufers. Eine Linie, die die erste Positionierungsnut 52b und die zweite Positionierungsnut 56b verbindet, koinzidiert mit den Mittellinien des ersten Polabschnitts 52 und des zweiten Polabschnitts 56.
6 zeigt eine Luftstromerzeugungsvorrichtung 80, in welcher der vorstehend beschriebene einphasige Motor 20 verwendet wird. Die Luftstromerzeugungsvorrichtung 80 umfasst ferner ein Radiallaufrad 90, das an einer Drehwelle des einphasigen Motors 20 montiert ist, einen Luftverteiler 100, der mit dem Radiallaufrad 90 zusammenwirkt, und Luftverteilerzubehör 110, das mit dem Luftverteiler 100 zusammenwirkt.
Es wird auf 7 Bezug genommen. Das Radiallaufrad 90 hat eine frontseitige Abdeckplatte 91 und eine rückseitige Abdeckplatte 93, die um einen vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sind. Das Radiallaufrad 90 hat ferner eine Mehrzahl von Flügeln 95, wie zwischen der frontseitigen Abdeckplatte 91 und der rückseitigen Abdeckplatte 93 montiert sind. Luftkanäle sind zwischen benachbarten Flügeln 95 gebildet. Die Luftkanäle haben einen Einlass in einer Mitte des Radiallaufrads 90 und einen Auslass entlang einer Peripherie des Radiallaufrads 90.
Es wird auf 8 und 9 Bezug genommen. Der Luftverteiler 100 hat ein rohrförmiges Außengehäuse 101 und eine Trennplatte 103, die in dem rohrförmigen Außengehäuse 101 angeordnet ist. Die Trennplatte 103 hat eine Durchgangsbohrung 104 für den Durchtritt der Drehwelle des Motors 20. Die Trennplatte 103 hat ferner eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 105 für den Durchtritt von Schrauben 106 zum Montieren des Luftverteilers 100 an dem Gehäuse 31 des Motors 20. Solchermaßen umschließt das rohrförmige Außengehäuse 101 den Motor 20 unter Bildung eines Spalts zum Bilden eines Strömungskanals zwischen Außengehäuse und Motor.
Der Luftverteiler 100 enthält auch eine Mehrzahl von Luftverteilungsrippen 109, die mit dem rohrförmigen Außengehäuse 101 verbunden sind. Ein Luftverteilungskanal 107 ist zwischen jeweils zwei benachbarten Luftverteilungsrippen 109 gebildet. Die Luftverteilungsrippen 109 sind so angeordnet, dass sie das Laufrad 90 umschließen, und Einlassenden der Luftverteilungskanäle 107 stehen in Strömungsverbindung mit dem Auslass des Radiallaufrads 90. In dieser Ausführungsform stehen Auslassenden der Luftverteilungskanäle 107 in Strömungsverbindung mit dem Strömungskanal, der zwischen dem rohrförmigen Außengehäuse 101 und den Gehäusebereichen 31, 32 des Motors 20 gebildet ist, so dass der Luftstrom schließlich zu dem Luftverteilungszubehör 110 geleitet wird.
10 zeigt einen Staubsauger 102, der die vorstehend beschriebene Luftstromerzeugungsvorrichtung enthält. In dieser Ausführungsform sind die anderen Elemente des Staubsaugers 120 in der bekannten Weise ausgebildet und bedürfen daher keiner weitergehenden Beschreibung.
11 zeigt einen Händetrockner 130, der die vorstehend beschriebene Luftstromerzeugungsvorrichtung enthält. In dieser Ausführungsform sind die anderen Elemente des Händetrockners 130 in der bekannten Weise ausgebildet und bedürfen daher keiner weitergehenden Beschreibung.
12 zeigt einen Haartrockner 140, der die vorstehend beschriebene Luftstromerzeugungsvorrichtung enthält. In dieser Ausführungsform sind die anderen Elemente des Haartrockners 140 in der bekannten Weise ausgebildet und bedürfen daher keiner weitergehenden Beschreibung.
Es versteht sich, dass die Ringform des ringförmigen Jochs der vorliegenden Erfindung eine Kreisringform, eine viereckige Ringform, eine vieleckige Ringform oder dergleichen einschließt. Das Laufrad der Luftstromerzeugungsvorrichtung ist nicht auf den Radialtyp beschränkt. Das Laufrad kann ebenso einem anderen Typ entsprechen, zum Beispiel einem Axialtyp. In diesem Fall lässt sich die Luftstromerzeugungsvorrichtung für andere Gebläse verwenden, zum Beispiel für Lüftungsgebläse. Es versteht sich, dass die Schlitzöffnung in einigen anderen Ausführungsformen durch eine Magnetbrücke ersetzt werden kann. Das heißt, benachbarte Polabschnitte sind über Magnetbrücken miteinander verbunden, die normalerweise eine schmale Querschnittfläche und daher einen großen Magnetwiderstand besitzen.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Einphasiger Motor, umfassend: einen Läufer mit einer Drehwelle (61) und mit einem an der Drehwelle (61) befestigten Permanentmagnet (63); und einen Ständer mit einem Ständerkern und Ständerwicklungen, die um den Ständerkern herumgeführt sind, wobei der Ständerkern ein Joch (50) hat und eine Mehrzahl von asymmetrischen Polabschnitten (52, 56), die sich von dem Joch nach innen erstrecken, wobei eine Magnetbrücke oder Schlitzöffnung (53, 54) zwischen jeweils zwei benachbarten Polabschnitten (52, 56) gebildet ist, wobei jeder Polabschnitt (52, 56) eine Endfläche mit einer dem Läufer zugewandten Bogenfläche (52a, 56a) hat, wobei eine Positionierungsnut (52b, 56b) in jeder Bogenfläche (52a, 56a) gebildet ist und wobei die Bogenflächen (52a, 56a) der Mehrzahl von Polabschnitten zusammenwirkend einen Aufnahmehohlraum bilden, in welchem der Permanentmagnet (63) aufgenommen ist.
Einphasiger Motor nach Anspruch 1, wobei die Bogenflächen (52a, 56a) an einer zylindrischen Fläche liegen, die um eine Drehachse der Drehwelle zentriert ist, und wobei der Permanentmagnet (63) und die Bogenflächen (52a, 56a) zwischen sich einen im Wesentlichen gleichmäßigen Spalt (65) bilden.
Einphasiger Motor nach Anspruch 2, wobei eine Schlitzöffnung (53, 54) zwischen jeweils zwei benachbarten Polabschnitten (52, 56) gebildet ist und wobei eine Breite der Schlitzöffnung kleiner oder gleich der dreifachen Breite des gleichmäßigen Spalts ist.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Verbindungslinie, die eine Mitte der Magnetbrücke oder Schlitzöffnung (53, 54) und eine Mitte des Läufers verbindet, und eine Erstreckungsrichtung eines der Polabschnitte einen Winkel von 60 bis 65 Grad bilden.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mehrzahl von Polabschnitten (52, 56) einen ersten Polabschnitt (52) und einen zweiten Polabschnitt (56) umfasst, die entlang einer diametralen Richtung des Läufers einander gegenüberliegen, wobei die Endfläche des ersten Polabschnitts die erste Bogenfläche (52a) und eine erste und zweite Schnittfläche (52c) und (52d) an gegenüberliegenden Seiten der ersten Bogenfläche (52a) umfasst, wobei die Endfläche des zweiten Polabschnitts die zweite Bogenfläche (56a) und eine dritte und vierte Schnittfläche (56c) und (56d) an gegenüberliegenden Seiten der zweiten Bogenfläche (56a) umfasst, wobei die erste Schnittfläche (52c) und die dritte Schnittfläche (56c) einander gegenüberliegen und zwischen sich die erste Schlitzöffnung (53) definieren und wobei die zweite Schnittfläche (52c) und die vierte Schnittfläche (56d) einander gegenüberliegen und zwischen sich die zweite Schlitzöffnung (54) definieren.
Einphasiger Motor nach Anspruch 5, wobei die erste Schlitzöffnung (53) und die zweite Schlitzöffnung (54) im Wesentlichen gleich groß sind und um eine Drehachse des Läufers symmetrisch sind.
Einphasiger Motor nach Anspruch 5, wobei ein Abstand zwischen der ersten Schnittfläche (52c) und der dritten Schnittfläche (56c) das 0,09- bis 0,13-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt; und/oder ein Abstand zwischen der zweiten Schnittfläche (52d) und der vierten Schnittfläche (56d) das 0,09- bis 0,13-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Ständerkern aus einem ersten Halbkernbereich und einem zweiten Halbkernbereich besteht, wobei der erste Halbkernbereich einen ersten Halbjochbereich (51) und einen ersten Polabschnitt (52) bildet und wobei der zweite Halbkernbereich einen zweiten Halbjochbereich (55) und einen zweiten Polabschnitt (56) bildet und der erste Halbjochbereich (51) und der zweite Halbjochbereich (56) zu einem ringförmigen Joch (50) verbunden sind.
Einphasiger Motor nach Anspruch 2, wobei eine Dicke des Spalts (65) das 0,26- bis 0,34-fache einer Dicke des Permanentmagnets (63) beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Dicke des Permanentmagnets (63) das 0,2- bis 0,24-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Breite des Polabschnitts (52, 56) das 1,4- bis 1,6-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Joch ein ringförmiges Joch ist und eine Dicke des ringförmigen Joches (50) das 0,5- bis 0,7-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Positionierungsnut (52b) eine dem Permanentmagnet (63) zugewandte Öffnung hat und wobei eine Breite der Öffnung der Positionierungsnut (52b) das 0,24- bis 0,28-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Positionierungsnut (52b) eine dem Permanentmagnet (63) zugewandte Öffnung hat und wobei eine in den entsprechenden Polabschnitt (52) hineinreichende Tiefe der Positionierungsnut (52b) das 0,015- bis 0,035-fache eines Außendurchmessers des Läufers beträgt.
Einphasiger Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Mitte der Positionierungsnut (52b) auf eine Mittellinie eines entsprechenden Polabschnitts ausgerichtet ist und wobei die Endfläche des Polabschnitts um die Mittellinie des Polabschnitts asymmetrisch ist.
Einphasiger Motor nach Anspruch 1, wobei der Ständer ferner ein Gehäuse mit zwei Halbgehäusebereichen (31, 32) hat, wobei jeder Halbgehäusebereich eine zylindrische Hülse, ein an einem äußeren Ende des zylindrischen Hülse angeordnete Nabe (35) und eine Mehrzahl von Speichen (33) hat, die zwischen die zylindrische Hülse und die Nabe (15) geschaltet sind; wobei ein Lager (37) in der Nabe (35) montiert ist; wobei der Ständerkern an einer Innenwandfläche der zylindrischen Hülse montiert ist, und wobei sich einander entgegengesetzte Enden der Drehwelle durch die beiden Halbgehäusebereiche erstrecken und jeweils durch Lager gestützt sind, die in der Nabe montiert sind.
Luftstromerzeugungsvorrichtung, umfassend ein Laufrad (90) und einen einphasigen Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16.
Luftstromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Laufrad ein Radiallaufrad ist, das einen Einlass hat, einen Auslass entlang einer äußeren Peripherie des Laufrads und Luftkanäle, die zwischen dem Einlass und dem Auslass miteinander in Verbindung stehen, wobei die Luftstromerzeugungsvorrichtung ferner einen Luftverteiler (100) enthält, der das Radiallaufrad umschließend angeordnet ist, wobei der Luftverteiler eine Mehrzahl von Luftverteilungskanälen hat und Einlassenden der Luftverteilungskanäle in Strömungsverbindung mit dem Auslass des Radiallaufrads stehen.
Luftstromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Luftverteiler ein zylinderförmiges Außengehäuse hat und eine Trennplatte (105), die in dem Außengehäuse angeordnet ist, wobei die Trennplatte an dem einphasigen Motor montiert ist, wobei das zylinderförmige Außengehäuse den einphasigen Motor umschließt, wobei die Trennplatte eine Durchgangsbohrung (104) für den Durchtritt der Drehwelle des einphasigen Motors hat und wobei sich die Luftverteilungskanäle durch die Trennplatte erstrecken.
Elektrogerät, umfassend eine Luftstromerzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19.
Elektrogerät nach Anspruch 20, wobei das Elektrogerät ein Staubsauger oder ein Händetrockner oder ein Haartrockner ist.