DE112011104548T5

DE112011104548T5 - Verbesserte Vorrichtung, Motor oder Stator

Info

Publication number: DE112011104548T5
Application number: DE112011104548T
Authority: DE
Inventors: Gerald David Duncan; Rerrin Edmund Burn-Nand; Gregory Paul Hill
Original assignee: Fisher and Paykel Appliances Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Appliances Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-09-26
Also published as: JP2016174526A; TW201233003A; AU2011345450C1; US10998784B2; CN106208586A; AU2011345450B2; CN103348564B; JP6100422B2; TWI544722B; DE202011111030U1; WO2012087156A1; AU2011345450A1; US9906084B2; US20150207371A1; US20180159394A1; JP5941479B2; JP2014506446A; CN103348564A

Abstract

Motor, der zur Verwendung in einer Direktantrieb-Waschmaschine geeignet ist. Der beschriebene Motor hat 27 Pole, die von einem ringförmigen Ring auswärts vorstehen. Jedem Pol ist eine von 3 Phasenwicklungen zugeordnet. Ein Rotor für den Motor hat 36 einwärts weisende Permanentmagnetpole.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Elektromotoren und Magnetelemente zur Verwendung in solchen Motoren, und insbesondere Motoren mit einem externen Rotor eines Typs, der als Hauptantriebsmotor für eine Haushaltswaschmaschine oder eine andere Vorrichtung verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft Motoren, insbesondere zur Verwendung in Waschmaschinen. Die Motoren sind von einem Typ, der einen inneren Stator mit sich radial erstreckenden Statorpolen und einen externen Rotor mit ein einwärts weisenden Rotorpolen enthält. In Motoren mit einem 4:3 Verhältnis von Rotorpolen zu Statorpolen, zur Verwendung mit Direktantrieb-Wäschewaschmaschinen, sind mehr als 30 Statorpole typisch gewesen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stator, einen den Stator enthaltenden Motor oder eine den Motor enthaltende Waschmaschine anzugeben, die die herkömmliche Technik verbessern oder die zumindest der Öffentlichkeit oder Industrie eine nützliche Auswahl bieten.
In einem Aspekt kann man sagen, dass die vorliegende Erfindung weithin in einem Stator besteht, umfassend: einen Kern aus magnetisch permeablem Material, enthaltend einen ringförmigen Ring mit einem Innenumfang zwischen 120 mm Durchmesser und 250 mm Durchmesser und einer Breite zwischen 5 mm und 15 mm, 24 oder 27 sich radial erstreckende Pole, die um den Umfang des ringförmigen Rings herum mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei sich die Pole von dem ringförmigen Ring um eine Distanz zwischen 15 mm und 40 mm auswärts erstrecken, drei Phasenwicklungen, wobei jede Wicklung eine Mehrzahl von Spulen aufweist, die auf einem Drittel der Polkerne angeordnet sind, wobei die Wicklungen auf den Polkernen derart angeordnet sind, dass jedem Polkern nur eine Wicklung zugeordnet ist, die sich von der Wicklung unterscheidet, die jedem von zwei unmittelbar benachbarten Polkernen zugeordnet ist, und die zwei unmittelbar benachbarten Polkerne unterschiedlichen Wicklungen zugeordnet sind, einen Isolator, der die Polkerne von den Wicklungen isoliert.
Gemäß einem weiteren Aspekt hat der Kern eine Tiefe zwischen 10 mm und 35 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt, ist der ringförmige Ring an einem Insulator zumindest weitgehend verkapselt.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Insulator über den Polkernen und dem ringförmigen Ring ein überformtes Kunststoffmaterial.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt der Durchmesser des Innenumfangs des ringförmigen Rings zwischen 150 mm und 230 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt der Durchmesser des Innenumfangs des ringförmigen Rings zwischen 200 mm und 220 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt die Breite des ringförmigen Rings zwischen 5 mm und 10 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt die Breite des ringförmigen Rings zwischen 7 mm und 10 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt die Tiefe oder Dicke des ringförmigen Rings zwischen 12 mm und 15 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt beträgt die Tiefe oder Dicke des ringförmigen Rings zwischen 17 mm und 23 mm.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist der Kern zumindest einen Lamellenstapel auf, worin jede Lamelle in einer Ebene liegt, die zur Ebene des ringförmigen Rings im Wesentlichen parallel ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist der oder die Lamellenstapel einen Stapel auf, der aus einem schraubenförmig gewickelten Stahlstreifen gebildet ist, sodass jede Schicht in dem Stapel eine Windung in der Schraube aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält der Stahlstreifen ein Band, das den ringförmigen Ring bildet, und verlängerte Abschnitte, welche die Polkerne bilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist der oder die Lamellenstapel mehrere Stapel auf, die an ihren Enden verbunden sind, wobei jeder Stapel ein Segment des ringförmigen Rings und einen oder mehrere sich erstreckende Polkerne enthält.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist jedes Segment des ringförmigen Rings mit benachbarten Segmenten des ringförmigen Rings durch ineinander greifende Formen an den anliegenden Enden verbunden (wie etwa eine Schwalbenschwanzverbindung.)
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält jedes Segment eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Polkernen.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält der Stator 27 sich radial erstreckende Polkerne, und der Kern weist 6 Stapel auf, 3 Stapel mit jeweils 5 sich radial erstreckenden Polkernen und 3 Stapel mit jeweils 4 sich radial erstreckenden Polkernen.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist der Stator nur 27 sich radial erstreckende Polkerne auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält der Stator eine Mehrzahl von Befestigungsstellen zum Anbringen des Stators an einer Maschine, wobei jede Befestigungsstelle mit einem Abstand radial innerhalb der Innenoberfläche des ringförmigen Rings des Kerns zentriert ist, wobei dieser Abstand größer ist als die Länge, über die sich die Polkerne über die Außenoberfläche des ringförmigen Rings hinaus erstrecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt weisen Befestigungsstellen zum Befestigen des Stators an der Maschine Zentren mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt befinden sich die Befestigungsstellen zwischen 40 mm und 80 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt befinden sich die Befestigungsstellen zwischen 50 mm und 75 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt befinden sich die Befestigungsstellen zwischen 60 mm und 70 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält der Stator einen Plattenabschnitt, der sich vom ringförmigen Ring einwärts erstreckt, um eine Fläche innerhalb des Umfangs des Rings zu belegen, und der die Befestigungsstellen enthält.
Gemäß einem weiteren Aspekt weisen die Befestigungsstellen Öffnungen durch den Plattenabschnitt hindurch auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Plattenabschnitt ringförmig und eine Fläche zwischen dem ringförmigen Ring und einer kreisförmigen Öffnung belegt, die von den Befestigungsstellen mit Abstand einwärts angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält die Platte zumindest eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche in einem Bereich zwischen den Befestigungsstellen und dem ringförmigen Ring.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält die Platte zumindest zwei im Wesentlichen kegelstumpfförmige Abschnitte zwischen den Befestigungsstellen und dem ringförmigen Ring, wobei die kegelstumpfförmigen Abschnitte zur Bildung einer Kreisrippe (bei Betrachtung von einer Seite des Stators) und eines Tals (bei Betrachtung von der anderen Seite des Stators) verbunden sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Höhe der Rippe oder des Tals kleiner als die Höhe des ringförmigen Rings.
In einem weiteren Aspekt kann man sagen, dass die vorliegende Erfindung weithin in einem Stator besteht, umfassend: einen Kern aus magnetisch permeablem Material, enthaltend einen ringförmigen Ring mit einem Innenumfang zwischen 120 mm Durchmesser und 250 mm Durchmesser und einer Breite zwischen 5 mm und 15 mm, eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Polen, die mit Abstand voneinander und den Umfang des ringförmigen Rings angeordnet sind, wobei sich die Pole von dem ringförmigen Ring zwischen 15 mm und 40 mm auswärts erstrecken, 3 Phasenwicklungen, wobei jede Wicklung eine Mehrzahl von Spulen aufweist, die auf 1/3 der Polkerne angeordnet sind, einen Insulator, der die Polkerne von den Wicklungen isoliert, eine Mehrzahl von Montagepunkten zum Anbringen des Stators an einer Maschine, wobei jeder Montagepunkt mit einem Abstand radial innerhalb der Innenoberfläche des ringförmigen Rings des Kerns zentriert ist, wobei dieser Abstand größer ist als die Länge, um die sich die Polkerne über die Außenoberfläche des ringförmigen Rings hinaus erstrecken, und mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt weisen Befestigungsstellen zum Befestigen des Stators an der Maschine Zentren mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt befinden sich die Befestigungsstellen zwischen 40 mm und 80 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt befinden sich die Befestigungsstellen zwischen 50 mm und 75 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt befinden sich die Befestigungsstellen zwischen 60 mm und 70 mm vom Zentrum des Stators.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält der Stator einen Plattenabschnitt enthält, der sich von dem ringförmigen Ring einwärts erstreckt, um einen Bereich innerhalb des Umfangs des Rings zu belegen, und der die Befestigungsstellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt weisen die Befestigungsstellen Öffnungen durch den Plattenabschnitt hindurch auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Plattenabschnitt ringförmig und belegt einen Bereich zwischen dem ringförmigen Ring und einer kreisförmigen Öffnung mit Abstand einwärts von den Montagestellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält die Platte zumindest eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche in einem Bereich zwischen den Montagestellen und dem ringförmigen Ring.
Gemäß einem weiteren Aspekt enthält die Platte zumindest zwei im Wesentlichen kegelstumpfförmige Abschnitte zwischen den Montagestellen und dem ringförmigen Ring, wobei die kegelstumpfförmigen Abschnitte zur Bildung einer Kreisrippe (bei Betrachtung von einer Seite des Stators) und eines Tals (bei Betrachtung von der anderen Seite des Stators) verbunden sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Höhe der Rippe oder des Tals kleiner als die Höhe des ringförmigen Rings.
In einem weiteren Aspekt kann man sagen, dass die vorliegende Erfindung weithin in einem Motor zur Verwendung in einer Waschmaschine besteht, wobei der Motor umfasst: einen Stator wie oben beschrieben, einen Rotor, der zu dem Stator konzentrisch ist, mit einem Permanentmagnetring außerhalb des Stators und Rotorpolen, die zu den Enden der Statorpole weisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst der Rotor eine Mehrzahl von Magnetelementen mit zwei Seitenrändern jeweils mit magnetischen Domänen, die anisotropisch ausgerichtet sind, um ein Domänenausrichtungsmuster zu bilden, wobei die Mehrzahl von Magneten angeordnet ist, um einen Permanentmagnetring mit einer Innenfläche und einer Außenfläche zu bilden, einen starren Träger, der die Magnetelemente in der Ringanordnung hält, worin das magnetische Domänenausrichtungsmuster in jedem Magnetelement eine Orientierung hat, die sich im Wesentlichen kontinuierlich durch zumindest ein Teil des Magnetelements zwischen dessen Seitenrändern von einer Orientierung, die eine überwiegend radiale Komponente an einem Pol des Magnetelements aufweist, zu einer Orientierung, die zumindest eine gewisse tangentiale Komponente an einem Seitenrand des Magnetelements aufweist, verändert, wobei die Magnetelemente so magnetisiert sind, dass sie ein resultierendes Magnetflussfeld erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist eines oder mehrere der Magnetelemente eine Abschrägung an einer Überschneidung jedes Seitenrands mit dem Vorderrand auf, worin der Vorderrand der Rand an der Innenfläche des Rotors ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt hat an beiden Seitenrändern die Orientierung des magnetischen Domänenausrichtungsmusters eine signifikante tangentiale Komponente, die in dem magnetischen Domänenausrichtungsmuster resultiert, das eine Orientierung von zumindest 15 Grad in Bezug auf die Seitenränder aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt verändert sich die Orientierung über das Magnetelement im Wesentlichen nicht linear.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist das resultierende Magnetflussfeld Pole mit abwechselnder Polarität mit Abstand um den Ring herum auf, wobei die Pole in Bezug auf den Permanentmagnetring radial ausgerichtet sind, und worin das resultierende Magnetflussfeld des Permanentmagnetrings zwischen benachbarten Polen entgegengesetzter Polaritäten quer und zwischen diesen Polen fokussiert ist, um sich über die Grenze hinaus zu erstrecken, die durch die Innenfläche definiert ist, aber zumindest teilweise innerhalb der Grenze eingebunden bleibt, welche durch die Außenfläche des Permanentmagnetrings definiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt hat der Abschnitt des resultierenden Magnetflussfelds zwischen benachbarten Polen, die sich über die Grenze hinaus erstrecken, die durch die Innenfläche des Permanentmagnetringmagnetelements definiert ist, eine Orientierung, die sich kontinuierlich verändert, worin: zwischen den Polen sich die Orientierung von einer Orientierung, die eine überwiegend radiale Komponente an dem Pol hat, zu einer Orientierung, die eine überwiegend tangentiale Komponente am Mittelpunkt zwischen den Polen hat, verändert, und sich die Orientierung, radial von der Innenfläche erstreckend, von einer Orientierung, die eine überwiegend radiale Komponente an einer Innenfläche hat, zu einer Orientierung, die eine zunehmend tangentiale Komponente mit Abstand von der Innenfläche hat, verändert.
In einem weiteren Aspekt kann man sagen, dass die vorliegende Erfindung weithin in einer Waschmaschine besteht, die einen elektronisch kommutierten Motor wie oben beschrieben enthält, wobei der Stator mit einem nichtdrehenden Trog oder Gehäuse der Waschmaschine gekoppelt ist, wobei der Rotor mit einer Drehtrommel der Waschmaschine gekoppelt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Waschmaschine eine Topladerwaschmaschine, die eine Außenhülle, einen in der Außenhülle aufgehängten Trog sowie eine Drehtrommel in dem Trog aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Waschmaschine eine Horizontalachsenwaschmaschine, die eine Außenhülle, ein Drehtrommelgehäuse und eine Drehtrommel in dem Gehäuse aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Waschmaschine eine Horizontalachsenwaschmaschine mit Topladerzugang, die eine Außenhülle, einen Trog und eine Drehtrommel in dem Trog aufweist.
In dieser Beschreibung, wo Bezug auf Patentbeschreibungen, andere externe Dokumente oder andere Informationsquellen Bezug genommen wird, dient dies allgemein zu dem Zweck, einen Kontext für die Diskussion der Merkmale der Erfindung bereitzustellen. Solange nicht anderweitig spezifisch gesagt, ist der Bezug auf solche externen Dokumente nicht als Zugeständnis zu verstehen, dass diese Dokumente oder andere Informationsquellen in irgendeiner Rechtsprechung, Stand der Technik sind, oder Teil der allgemeinen üblichen Kenntnis der Technik bilden.
Der Begriff „umfassend”, wie in dieser Beschreibung verwendet, bedeutet „besteht zumindest teilweise aus”. Verwandte Begriffe wie etwa „umfassen” und „umfasst” sind in der gleichen Weise zu interpretieren.
Ein Bezug auf einen Bereich von hierin offenbarten Zahlen (zum Beispiel 1 bis 10) soll auch einen Bezug auf alle rationalen Zahlen innerhalb dieses Bereichs beinhalten (zum Beispiel 1, 1,1, 2, 3, 3,9, 4, 5, 6, 6,5, 7, 8, 9 und 10), und auch jeden Bereich von rationalen Zahlen innerhalb dieses Bereichs (zum Beispiel 2 bis 8, 1,5 bis 5,5 und 3,1 bis 4,7).
Fachkundige in der Technik, auf die sich die Erfindung bezieht, werden selbst zahlreiche konstruktive Änderungen und weithin unterschiedliche Ausführungen und Anwendungen der Erfindung vorschlagen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Die Offenbarungen und die Beschreibungen hierin sind lediglich illustrativ und sollen in keinem Sinne beschränkend sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines Stators gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Unteransicht des Stators von 1.
3 ist eine Seitenansicht des Stators von 2.
4 ist ein Querschnitt durch Linie BB von 3.
5 ist ein Querschnitt durch Linie CC von 4.
6 ist eine Draufsicht eines laminierten Kerns, der für den Stator von 1 geeignet ist.
7 ist eine Draufsicht eines alternativen laminierten Statorkerns, der für den Stator von 1 geeignet ist.
8 ist eine Perspektivansicht von einer Seite des Rotors, der (zur Anpassung an die Anzahl von Rotorpolen) zur Verwendung mit dem Stator von 1 geeignet ist.
9 ist eine Perspektivansicht des Rotors von 8 von der anderen Seite.
10 ist eine Perspektivansicht eines anderen Rotors, der (mit Anpassung der Anzahl von Rotorpolen) zur Verwendung mit dem Stator von 1 geeignet ist.
11 ist eine Perspektivansicht eines anderen Rotors, der (mit Anpassung der Anzahl von Rotorpolen) zur Verwendung mit dem Stator von 1 geeignet ist.
12 zeigt eine schematische Ausschnittsansicht einer Waschmaschine vom Vertikalachsentyp, die einen Stator und/oder Motor gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten kann.
13 zeigt eine schematische Ansicht einer Horizontalachsenwaschmaschine mit Frontzugang, die den Stator und/oder Motor gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten kann.
14 zeigt eine schematische Ansicht einer Horizontalachsenwaschmwaschine mit oberem oder schrägen Zugang, die den Stator und/oder Motor gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten kann.
15 zeigt eine schematische Ansicht einer Horizontalachsenwaschmaschine mit schrägem Zugang, die den Stator und oder Motor gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten kann.
16 ist eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Stators.
17 ist eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Rotors.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Ein Stator gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in den 1 bis 5 dargestellt.
Der Stator 100 hat 27 Pole 102. Der Stator enthält allgemein einen ringförmigen Ringabschnitt 104, einen Montageabschnitt 106 innerhalb des Ringabschnitts und eine Mehrzahl von Polen 102, die sich radial von der Außenoberfläche des ringförmigen Ringabschnitts 104 erstrecken.
In der Konstruktion umfasst der Stator allgemein einen magnetisch permeablen Kern 108, eine Isolatorstruktur, die den Kern umgibt oder den Kern großenteils umgibt, sowie leitfähige Wicklungen, die auf den Polen 102 angeordnet sind.
In der dargestellten Ausführung umfasst die Isolierstruktur eine Kunststoffschicht, die über den magnetisch permeablen Kern geformt ist. Der überformte Kunststoff bedeckt zumindest jene Teile des Kerns, die die leitfähigen Wicklungen tragen und positionieren. In der dargestellten Ausführung bedeckt der Kunststoff alle sich radial erstreckenden Polkerne, außer die äußeren Endoberflächen 118. In einer alternativen Ausführung kann der isolierende Kunststoff auch die Endoberflächen der Polkerne bedecken.
Löcher oder partielle Löcher 110 können sich durch den Kunststoff an dem ringförmigen Ringabschnitt des Stators erstrecken. Diese können aus Stiften oder anderen Positionierungsvorrichtungen resultieren, die dazu benutzt werden, den Statorkern während des Formungsprozesses am Ort zu halten.
Der magnetisch permeable Kern 108 kann aus jedem geeigneten Material gebildet werden, einschließlich zum Beispiel gesintertem Ferritpulver, wird aber am meisten bevorzugt aus Stahllamellen gebildet. In der allgemeinen Form liegen die Lamellen des laminierten Stahls in Ebenen, die im Wesentlichen parallel zur Ebene des ringförmigen Rings des Stator sind. Die Draufsicht von 4 stellt die Umrissformen der Lamellen dar, während der Querschnitt von 5 Ränder der Lamellen darstellt.
Das Laminatstahl kann zum Beispiel ein vollständig bearbeiteter Laminatstahl mit nicht orientierter Körnung mit einem nominalen Verlust von etwa 7 w/kg sein.
Das Kunststoffmaterial, das den Kern überformt, kann jeder geeignete Kunststoff sein. Zum Beispiel ist ein geeignetes Material Polybutylenterephtalat (PBT), erhältlich als „CRASTIN” von Dupont Corporation.
Der Statorbefestigungsabschnitt 106 enthält Montagestellen, die allgemein mit 112 bezeichnet sind. In der dargestellten Ausführung enthält jede Befestigungsstelle 112 ein Befestigungsloch 114. Die Befestigungslöcher 114 können geschlitzt oder anderweitig größer sein als der Außendurchmesser des Befestigungselements, das durch die Befestigungslöcher hindurchzusetzen ist. Dies gestattet eine Herstellungstoleranz in der Maschine, an der der Stator befestigt wird.
Der Montageabschnitt 106 kann, zusätzlich zu den Befestigungsstellen 112, einen Positionierungsabschnitt 116 enthalten. Der Positionierungsabschnitt 116 kann dafür sorgen, den Stator konzentrisch zu einer Welle des Motors auszurichten. Zum Beispiel der Positionierungsabschnitt 116 eine kreisförmige Öffnung 120 in der Mitte des Stators sein. Eine Lippe oder ein Rand 122 der Öffnung 120 kann an ein entsprechendes Merkmal oder Merkmale eines Lagergehäuses oder eines die Antriebswelle tragenden Lagers positionieren.
Die Befestigungsstellen 112 (mit Befestigungslöchern 114) sind in den Montageabschnitt 106 zwischen Öffnung 120 und den ringförmigen Ringabschnitt 104 angeordnet. In der dargestellten Ausführung sind diese Befestigungsstellen und Befestigungslöcher mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators zentriert. In einigen Ausführungen können sie mehr als 45 mm vom Zentrum des Stators angeordnet sein, mehr als 50 mm vom Zentrum des Stators, mehr als 55 mm vom Zentrum des Stators, mehr als 60 mm des Stators und bevorzugt mehr als 65 mm vom Zentrum des Stators, oder etwa 68 mm vom Zentrum des Stators.
Die Montagestellen und Befestigungslöcher 114 sind mit einem Abstand von der Innenoberfläche des ringförmigen Ringabschnitts 111 des Kerns 108 zentriert, der größer ist als die Distanz, um die sich die sich radial erstreckenden Polabschnitte 109 des Kerns 108 über die Außenoberfläche des ringförmigen Ringabschnitts des Kerns 108 hinaus erstrecken. Zum Beispiel können in einer Ausführung die Befestigungslöcher mehr als 30 mm von der Innenoberfläche des ringförmigen Ringabschnitts des Kerns 108 zentriert sein, mehr als 32 mm, mehr als 34 mm und bevorzugt mehr als 35 mm von der Innenoberfläche des ringförmigen Ringabschnitts des Statorkerns. Während sich die Polabschnitte um weniger als 30 mm von der Außenoberfläche des ringförmigen Ringabschnitts des Kerns 108 erstrecken können, und besonders bevorzugt weniger als 27 mm. In anderen Ausführungen können sich die Polabschnitte mehr als 30 mm von der Außenoberfläche des ringförmigen Rings erstrecken, zum Beispiel bis zu 40 mm, wobei in diesem Fall die Befestigungslöcher mehr als 40 mm von der Innenoberfläche des ringförmigen Rings befinden können. Die Polabschnitte können sich um viel weniger als 30 mm von der Außenoberfläche über den ringförmigen Ring, zum Beispiel nur 15 mm, erstrecken.
In Draufsicht ist jeder Polabschnitt T-förmig, wobei ein Querbalkenabschnitt jedes Polabschnitts durch einen Schaftabschnitt jedes Polabschnitts mit Abstand von dem ringförmigen Ringabschnitt des Stators getragen ist.
Der Montageabschnitt 106 des Stators kann vollständig aus Kunststoff gebildet sein. Der Befestigungsabschnitt 106 kann in einem Vorgang mit dem Überformen des Kerns 108 gebildet werden.
Der Montageabschnitt kann einen oder mehrere Kegelstumpfabschnitte enthalten, die zu dem ringförmigen Ringabschnitt des Stators konzentrisch sind. Der dargestellte Stator enthält einen inneren kegelstumpfförmigen Abschnitt 124 und einen äußeren kegelstumpfförmigen Abschnitt 126. Die kegelstumpfförmigen Abschnitte 124 und 126 bilden gemeinsam eine Kreisrippe 128 (bei Betrachtung von einer Seite des Stators wie in 1) und ein kreisförmiges Tal 130 (bei Betrachtung von der anderen Seite des Stators in 2).
Der Gesamtdurchmesser 132 des Stators kann etwa 280 mm betragen. In anderen Ausführungen kann der Durchmesser zwischen 320 und 270, zwischen 290 und 270 oder zwischen 290 und 240 betragen.
Die Breite 134 des ringförmigen Ringabschnitts des Statorskerns kann etwa 9 mm betragen. In anderen Ausführungen kann die Breite des ringförmigen Ringabschnitts des Statorkerns zwischen 5 mm und 15 mm liegen.
Der Durchmesser 131 der Innenoberfläche des Statorkerns 108 kann etwa 208 mm betragen. In anderen Ausführungen kann der Durchmesser zwischen 230 mm und 190 mm, oder zwischen 250 mm und 120 mm betragen.
Der radiale Abstand 133 der Befestigungsstellen von dem Zentrum des Stators können etwa 68 mm betragen. In anderen Ausführungen kann der radiale Abstand zwischen 40 mm und 80 mm betragen.
Die Dicke des Kunststoffisolators in dem Bereich der radial vorstehenden Polkerne kann etwa 1,5 mm betragen. Die Dicke des Befestigungsabschnitts 106 kann etwa 4 mm in der Nähe der Befestigungsstellen 112 betragen, und etwa 3 mm benachbart dem ringförmigen Abschnitt 104 des Stators. Die Dicke des Befestigungsabschnitts 106 kann etwa 2 mm in dem Bereich der kegelstumpfförmigen Abschnitte 124 und 126 betragen.
Bevorzugt ist der Motor derart gewickelt, dass jeder vorstehende Pol eine gesonderte Leiterwicklung enthält, wobei jedem Pol ein von drei Phasenwicklungen des Motors zugeordnet ist. Jeder Phasenwicklung ist daher 1/3 der Pole des Stators zugeordnet.
Die Spulen jedes Pols, die einer bestimmten Phasenwicklung zugeordnet sind, sind in Serie verbunden. Die Spulen einer Phasenwicklung können aus einem einzelnen durchgehenden Leiter gewickelt sein, wobei der Leiter eine Spule von jedem jeweiligen Pol in Serie bildet.
In den Figuren sind die Spulen der Wicklungen als amorphe Materialblöcke dargestellt. Dies dient zur Vereinfachung der Darstellung. In der Praxis ist jeder dargestellte Block eine Leiterwicklung. Zusätzliche Abschnitte des Leiters (nicht dargestellt) verbinden die Spulen für eine bestimmte Phasenwicklung miteinander. Diese Leiterabschnitte verbinden die Spulen miteinander, die in der Nähe des ringförmigen Ringabschnitts 104 angeordnet sind. Ein Rahmenwerk 125 aus Führungspfosten 127 und Stützflächen 129 unterstützen die Anordnung der Verbindungsabschnitte des Leiters. Gemäß dieser Anordnung enden erste Enden des Leiters jeder Phasenwicklung gemeinsam an einem Stecker 117. Zweite Enden des Leiters jeder Phasenwicklung enden gemeinsam an Steckern 119. In unterschiedlichen elektrischen Konfigurationen für den Motor kann es bevorzugt sein, dass Endpaare gemeinsam enden. In einer elektrischen Anordnung für den Motor sind die Phasenwicklungen in einer Sternkonfiguration verbunden. In dieser Konfiguration ist ein Ende jeder der drei Wicklungen an einem gemeinsamen Stecker 117 miteinander verbunden.
In Bezug auf 6 und 7 sind alternative Kerne dargestellt, gemäß unterschiedlichen Verfahren zur Herstellung eines Laminatstapels. In der in 6 dargestellten Anordnung umfasst der Statorkern ein Laminat, das aus einem schraubenförmig randweise gewickelten Streifen gebildet ist. Der Streifen enthält einen Bandabschnitt 602 und mit regelmäßigen Intervallen sich radial erstreckende Polabschnitte 604. Da der Streifen randweise gewickelt ist, verlaufen die Polabschnitte leicht schräg auseinander. Und die Windungen des Streifens sind gestapelt, um den laminierten Statorkern zu bilden. Der schraubenförmige Stapel aus Windungen kann durch eine Mehrzahl von Nieten 608 gesichert werden, oder alternativ durch ineinandergreifende Abschnitte (nicht dargestellt), worin eine Lasche jeder Streifenschicht in eine Vertiefung der darunterliegenden Schicht gestanzt wird, wobei die Vertiefung durch Ausstanzen der Zunge in dieser Schicht gebildet wird. Ein Ende 606 des schraubenförmig gewickelten Streifen sitzt auf der Oberseite des Stapels. Das andere Ende des schraubenförmig gewickelten Streifens sitzt auf dem Boden des Stapels.
7 stellt eine alternative Ausführung dar, worin der Kern aus mehreren Laminatstapeln gebildet ist. Jeder Laminatstapel enthält ein Segment 702 oder 704 des ringförmigen Ringabschnitts des Statorkerns und eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Polkernabschnitten 706.
Für einen Stator mit 27 Polen umfasst der Kern bevorzugt 3 Laminatstapel, die jeweils 5 Polkerne haben, und 3 Laminatstapel, die jeweils 4 Kernpole haben. Die 5-Polstapel 710 und die 4-Polstapel 708 können zur Bildung des Statorkerns zusammengebaut werden, wobei sich die Stapel 708 und 710 um den Statorkern herum abwechseln. Die einzelnen Laminatstapel können in jeder geeigneten Weise miteinander verbunden werden. Zum Beispiel können die Stapel stumpfgeschweisst werden, oder sie können einfach am Ort und zusammengehalten werden, indem sie sich durch die aufgeformte Kunststoffisolierschicht aneinander abstützen. Jedoch sind sie bevorzugt durch ineinandergreifende Formungen an den stumpfen Enden des ringförmigen Ringabschnitts 702, 704 verbunden. Zum Beispiel können die ineinandergreifenden Formen eine Schwalbenschwanzverbindung bilden.
Die Laminate innerhalb jedes Stapels können genietet oder anderweitig aneinander gesichert sein. Zum Beispiel können sie durch Klebstoff gesichert werden, oder in irgendeiner vorübergehenden Weise bis zur Kunststoffüberformung, oder sie können durch geeignete gestanzte Verbindungen zwischen Schichten des Laminats ineinandergreifend verbunden werden.
Die Höhe das Laminatstapels kann in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung des Motors veränderlich sein. Zum Beispiel kann die Höhe des Laminatstapels zwischen 10 mm und 35 mm betragen, in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung des Motors.
Jede Schicht des Laminatstapels kann etwa 0,5 mm dick sein. Zum Beispiel würde ein Laminatstapel aus 27 Schichten eine Statorkerndicke von 13,5 mm haben. Ein Stapel von 38 Schichten würde eine Statorkerndicke von 19 mm haben.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass der beschriebene Stator, der zur Verwendung in einer Waschmaschine dient, weniger Geräusche als herkömmliche Statoren erzeugt, wie in den 16 und 17 dargestellt und „Stand der Technik” kennzeichnet, bei Drehzahlen bis zu 1600 UpM.
Der beschriebene Stator dient zur Verwendung mit einem externen Rotor, der einen Ring aus Magneten hat, die zu den Außenoberflächen der Polenden des Stators einwärts weisen. Beispielsweise sind Rotoren in den 8 bis 11 dargestellt. Im Gebrauch ist der Stator an der Maschine, wobei eine Welle der Maschine durch die Innenöffnung 120 des Statorbefestigungsabschnitts hindurchgeht. Der Rotor ist an der Welle gesichert.
Der Stator für einen Motor mit einem 4:3 Rotorpol oder Statorpolverhältnis gedacht. Dementsprechend sollte der Rotor zur Verwendung mit einem 27 Polstator, wie dargestellt, 36 Pole haben. Als Alternative geben die Erfinder an, dass ein Stator mit 24 Polen einige der Vorteile des beschriebenen Stator erreichen kann. Der entsprechende Rotor würde 32 Pole haben.
In Bezug auf die 8 bis 11 umfasst der Rotor 36 eine Anzahl von Hartferrit- oder Neodymeisen-Bor-Permanentmagnetelementen 37, die zur Bildung eines Permanentmagnetrings 38 aus solchen Elementen angeordnet sind. Die Permanentmagnetelemente 37 könnten auch aus einer Mischung aus Hartferrit- und Neodym-Eisen-Bor-Material oder einem anderen magnetischen Material aufgebaut sein, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, Samarium-Kobalt. Alternativ könnten die Permanentmagnetelemente 37 ein Gemisch dieser Magnetmaterialien und Kunststoffmaterialien aufweisen. Der Ring 38 aus Magnetmaterial kann an einem starren Rotorträger oder Gehäuse 39 getragen sein. Dieses kann einen überformten Kunststoffring mit einer Kunststoffnabe aufweisen. Alternativ könnte das Gehäuse Pressstahl 39a (wie im Rotor von 10) aufweisen, in dem die Magnetelemente angebracht sind. Ein einzelner oder mehrteiliger oder mehrschichtiger laminierter Stützring 40 (s. 8) könnte optional vorgesehen sein, um das resultierende Magnetflussfeld zu verstärken, das durch das magnetische Material erzeugt wird. Bevorzugt hat der Ring aus Permanentmagnetmaterial 38 einen Innendurchmesser, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Stators. Die Kombination ergibt einen Luftspalt zwischen 2,5 mm und 0,5 mm. Jeder Abschnitt (und der Ring) ist bevorzugt weniger als 20 mm dick. Es versteht sich für den Fachkundigen, dass es viele mögliche Varianten an der Konstruktion eines Rotors 36 zur Verwendung in einem Waschmaschinenmotor gibt.
Die 8 und 9 zeigen, nur eine Möglichkeit in allgemeiner Form für Beispielszwecke. Die 10 und 11 zeigen einen alternativen möglichen Rotor.
Weitere Details von möglichen Rotorkonstruktionen sind in unserem US-Patent 5,040,285 , unserer internationalen PCT-Veröffentlichung WO 2009/017430 , und in unserer anhängigen US-Patentanmeldung US 61/358746 beschrieben. Der gesamte Inhalt jeder Anmeldung wird hierdurch unter Bezugnahme aufgenommen. Der bevorzugte Motor hat einen Magnet-zu-Statorpol-Verhältnis von 4:3. Die Anzahl von Rotormagneten, die in den 10 und 11 gezeigt sind, sind nur illustrativ, um die physikalische Eigenschaft des Rotors/Stators aufzuzeigen. Die tatsächliche Anzahl von Magneten könnte unterschiedlich sein. Wie in unserer WO 2009/017430 beschrieben, kann der Rotor 36 magnetisiert werden, um ein Halbach-artiges resultierendes Magnetflussfeld gleich oder ähnlich jenem zu erzeugen, das von einem Standard-Halbacharray erzeugt wird.
Wie in WO 2009/017430 beschrieben, kann jeder Permanentmagnetelement 37 in dem Rotor derart hergestellt werden, dass es magnetische Domänen aufweist, die zur einem magnetischen Domänenausrichtungsmuster vorausgerichtet sind. Der Begriff „magnetisches Domänenausrichtungsmuster” bezieht sich auf die Orientierung von magnetischen Domänen 41, die als Ergebnis des Herstellungsprozesses auftreten. Es können mehrere Magnetelemente zusammen angeordnet werden, um ein magnetisches Material mit vorausgerichteten magnetischen Domänen zu erzeugen, die die Herstellung eines Halbach-artigen resultierenden Magnetflussfelds ermöglichen, wenn das Magnetmaterial anschließend durch ein Magnetisierungsmuster magnetisiert wird. Ein Ring solcher Magnetelemente kann zusammengebaut werden, um einen Permanentmagnetring des Rotors zu erzeugen. Dieser kann so magnetisiert werden, dass er ein Halbach-artiges resultierendes Magnetflussfeld hat. Dieses Feld ist stärker als dann, wenn isotropes oder radial ausgerichtetes anisotropes Magnetmaterial aus dem gleichen Flussfeld magnetisiert wird. Ein Rotor mit einem Halbach-artigen resultierenden Magnetflussfeld ist das gewünschte Feld, um verbesserte Betriebscharakteristiken des Motors zu erzeugen.
Die Magnetelemente des Permanentmagnetrings könnten einhergehend mit der Krümmung des Rotors gekrümmt sein.
„Halbach-artig” bezieht sich auf ein resultierendes Magnetflussfeld, das gleich wie oder ähnlich einem Magnetflussfeld ist, das von einer herkömmlichen Halbacharray-Magnetanordnung erzeugt wird. Der Begriff „Magnetisierungsmuster” bezieht sich auf das externe Magnetflussfeld, das verwendet wird, um das Magnetelement gemäß dem Domänenausrichtungsmuster anzuregen, wodurch die Magnete magnetisiert werden. Der Begriff „resultierendes Magnetflussfeld” bezieht sich auf das Magnetflussfeld, das in den Magnetelementen (und der umgebenden Struktur, wo anwendbar) nach der Herstellung, im Zusammenbau und der Magnetisierung vorhanden ist.
Weitere Details, Alternativen und Optionen betreffen die Magnetelemente, die in einigen Ausführungen eines Rotors für den Motor hierin verwendet werden können, sind in WO 2009/017430 aufgeführt.
Eine Ausführung der Erfindung könnte eine Waschmaschine aufweisen, mit einem Motor wie oben beschrieben, oder eine andere Ausführung könnte den Motor selbst oder den Stator selbst aufweisen. Alternativ könnte der Motor oder Stator in einer anderen Anwendung benutzt werden, wie etwa einer Stromgeneratorvorrichtung.
Eine den beschriebenen Motor verwendende Waschmaschine könnte eine von vielen Formen einnehmen. Zum Beispiel umfasst, in Bezug auf 9, eine Ausführung eine Topladerwaschmaschine mit einer Außenhülle und einem in der Hülle aufgehängten Trog. Eine Drehtrommel mit perforierten Wänden wird in dem aufgehängten Trog angeordnet und darin drehbar. Ein Motor, der einen Stator und Rotor wie zuvor gewünscht aufweist, ist mit der Drehtrommel über eine Drehwelle gekoppelt. Der Rotor kann von einem Controller betrieben werden, damit die Drehtrommel umläuft und pendelt, um das Waschen von Kleidung auszuführen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass der beschriebene Stator des Motors weniger empfindlich auf Resonanz ist als herkömmliche Statoren ähnlicher Größe, ähnlichen Gewichts und ähnlicher Leistung. Diese können bewirken, dass der Motor insgesamt weniger teuer ist oder mit weniger Geräusch arbeitet.
In Bezug auf 10 umfasst eine andere Ausführung eine Frontlader-Horizontalachsenwaschmaschine mit einer Außenhülle und einem Drehtrommelgehäuse, das in der Außenhülle aufgehängt ist. Eine Drehtrommel ist in dem Drehtrommelgehäuse angeordnet und darin drehbar. Eine Tür bietet Zugang zur Drehtrommel, zum Einbringen oder Herausnehmen von zu waschender Kleidung. Eine Dichtung kann enthalten sein, um für eine Abdichtung zwischen der Tür und der Drehtrommel zu sorgen. Ein Rotor ist mit der Drehtrommel über eine Drehwelle gekoppelt, und der Stator ist mit der Rückseite des Trogs gekoppelt. Der Motor kann von einem Controller betrieben werden, damit die Drehtrommel umläuft und pendelt, um das Waschen von Kleidung auszuführen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass der beschriebene Stator des Motors weniger empfindlich auf Resonanz als herkömmliche Statoren ähnlicher Größe, ähnlichen Gewichts und ähnlicher Leistung ist. Diese können bewirken, dass der Motor insgesamt weniger teuer ist oder mit weniger Geräusch arbeitet.
In Bezug auf 11 umfasst eine andere Ausführung eine Toplader- oder Schräglader-Horizontalachsenwaschmaschine. Die Waschmaschine hat eine Außenhülle und einen in der Außenhülle aufgehängten Trog. Eine Drehtrommel kann sich innerhalb des Trogs drehen. Kleidung kann durch eine Öffnung in der Oberseite der Trommel in die Drehtrommel eingebracht und herausgenommen werden. Ein Motor, der einen Stator und Rotor wie zuvor gewünscht aufweist, ist angeordnet, um die Drehtrommel über eine Drehwelle anzutreiben. Der Motor kann von einem Controller betrieben werden, damit die Drehtrommel umläuft und pendelt, um das Waschen von Kleidung auszuführen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass der beschriebene Stator des Motors weniger empfindlich auf Resonanz als herkömmliche Statoren ähnlicher Größe, ähnlichen Gewichts und ähnlicher Leistung ist. Dies kann bewirken, dass der Motor insgesamt weniger teuer ist oder mit weniger Geräusch arbeitet.
12 zeigt eine Schräglader-Horizontalachsenwaschmaschine. Die Waschmaschine hat eine Außenhülle und einen in der Außenhülle aufgehängten Trog. Eine Drehtrommel kann sich in dem Trog drehen. Kleidung kann durch Kippen der Trommel eingebracht und herausgenommenwerden. Ein Motor, der einen Stator und Rotor wie zuvor gewünscht aufweist, ist angeordnet, um die Drehtrommel über eine Drehwelle anzutreiben. Der Motor kann von einem Controller betrieben werden, damit die Drehtrommel umläuft und pendelt, um das Waschen von Kleidung auszuführen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass der beschriebene Stator des Motors weniger empfindlich auf Resonanz als herkömmliche Statoren ähnlicher Größe, ähnlichen Gewichts und ähnlicher Leistung ist. Dies kann bewirken, dass der Motor insgesamt weniger teuer ist oder mit weniger Geräusch arbeitet.
Es versteht sich, dass die 9 bis 12 nur vier Beispiele vo Waschmaschinen zeigt, die einen Motor mit einem Rotor verwenden könnten, der Magnetelemente enthält, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt sind. Andere Ausführungen der vorliegenden Erfindung könnten andere Waschmaschinen aufweisen, die von einem Motor wie oben beschrieben betrieben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5040285 [0110]
WO 2009/017430 [0110, 0110, 0111, 0114]

Claims

Stator, umfassend: einen Kern aus magnetisch permeablem Material, enthaltend einen ringförmigen Ring mit einem Innenumfang zwischen 120 mm Durchmesser und 250 mm Durchmesser und einer Breite zwischen 5 mm und 15 mm, 24 oder 27 sich radial erstreckende Pole, die um den Umfang des ringförmigen Rings herum mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei sich die Pole von dem ringförmigen Ring um eine Distanz zwischen 15 mm und 40 mm auswärts erstrecken, drei Phasenwicklungen, wobei jede Wicklung eine Mehrzahl von Spulen aufweist, die auf einem Drittel der Polkerne angeordnet sind, wobei die Wicklungen auf den Polkernen derart angeordnet sind, dass jedem Polkern nur eine Wicklung zugeordnet ist, die sich von der Wicklung unterscheidet, die jedem von zwei unmittelbar benachbarten Polkernen zugeordnet ist, und die zwei unmittelbar benachbarten Polkerne unterschiedlichen Wicklungen zugeordnet sind, einen Isolator, der die Polkerne von den Wicklungen isoliert.
Stator nach Anspruch 1, worin der Kern eine Tiefe zwischen 10 mm und 35 mm hat.
Stator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der ringförmige Ring an einem Insulator zumindest weitgehend verkapselt ist.
Stator nach Anspruch 3, worin der Insulator über den Polkernen und dem ringförmigen Ring ein überformtes Kunststoffmaterial ist.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Durchmesser des Innenumfangs des ringförmigen Rings zwischen 150 mm und 230 mm beträgt.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Durchmesser des Innenumfangs des ringförmigen Rings zwischen 200 mm und 220 mm beträgt.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Breite des ringförmigen Rings zwischen 5 mm und 10 mm beträgt.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Breite des ringförmigen Rings zwischen 7 mm und 10 mm beträgt.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Tiefe oder Dicke des ringförmigen Rings zwischen 12 mm und 15 mm beträgt.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Tiefe oder Dicke des ringförmigen Rings zwischen 17 mm und 23 mm beträgt.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin der Kern zumindest einen Lamellenstapel aufweist, worin jede Lamelle in einer Ebene liegt, die zur Ebene des ringförmigen Rings im Wesentlichen parallel ist.
Stator nach Anspruch 11, worin der oder die Lamellenstapel einen Stapel aufweisen, der aus einem schraubenförmig gewickelten Stahlstreifen gebildet ist, sodass jede Schicht in dem Stapel eine Windung in der Schraube aufweist.
Stator nach Anspruch 12, worin der Stahlstreifen ein Band enthält, das den ringförmigen Ring bildet, und verlängerte Abschnitte, welche die Polkerne bilden.
Stator nach Anspruch 11, worin der oder die Lamellenstapel mehrere Stapel aufweisen, die an ihren Enden verbunden sind, wobei jeder Stapel ein Segment des ringförmigen Rings und einen oder mehrere sich erstreckende Polkerne enthält.
Stator nach Anspruch 14, worin jedes Segment des ringförmigen Rings mit benachbarten Segmenten des ringförmigen Rings durch ineinander greifende Formen an den anliegenden Enden verbunden ist (wie etwa eine Schwalbenschwanzverbindung.)
Stator nach Anspruch 14 oder 15, worin jedes Segment eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Polkernen enthält.
Stator nach Anspruch 16, worin der Stator 27 sich radial erstreckende Polkerne enthält, und der Kern 6 Stapel aufweist, 3 Stapel mit jeweils 5 sich radial erstreckenden Polkernen und 3 Stapel mit jeweils 4 sich radial erstreckenden Polkernen.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, worin der Stator nur 27 sich radial erstreckende Polkerne aufweist.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, worin der Stator eine Mehrzahl von Befestigungsstellen zum Anbringen des Stators an einer Maschine enthält, wobei jede Befestigungsstelle mit einem Abstand radial innerhalb der Innenoberfläche des ringförmigen Rings des Kerns zentriert ist, wobei dieser Abstand größer ist als die Länge, über die sich die Polkerne über die Außenoberfläche des ringförmigen Rings hinaus erstrecken.
Stator nach Anspruch 19, worin Befestigungsstellen zum Befestigen des Stators an der Maschine Zentren mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators aufweisen.
Stator nach Anspruch 20, worin sich die Befestigungsstellen zwischen 40 mm und 80 mm vom Zentrum des Stators befinden.
Stator nach Anspruch 20, worin sich die Befestigungsstellen zwischen 50 mm und 75 mm vom Zentrum des Stators befinden.
Stator nach Anspruch 20, worin sich die Befestigungsstellen zwischen 60 mm und 70 mm vom Zentrum des Stators befinden.
Stator nach einem der Ansprüche 20 bis 23, worin der Stator einen Plattenabschnitt enthält, der sich vom ringförmigen Ring einwärts erstreckt, um eine Fläche innerhalb des Umfangs des Rings zu belegen, und der die Befestigungsstellen enthält.
Stator nach Anspruch 24, worin die Befestigungsstellen Öffnungen durch den Plattenabschnitt hindurch aufweisen.
Stator nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, worin der Plattenabschnitt ringförmig ist und eine Fläche zwischen dem ringförmigen Ring und einer kreisförmigen Öffnung belegt, die von den Befestigungsstellen mit Abstand einwärts angeordnet ist.
Stator nach einem der Ansprüche 24 bis 26, worin die Platte zumindest eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche in einem Bereich zwischen den Befestigungsstellen und dem ringförmigen Ring enthält.
Stator nach Anspruch 27, worin die Platte zumindest zwei im Wesentlichen kegelstumpfförmige Abschnitte zwischen den Befestigungsstellen und dem ringförmigen Ring enthält, wobei die kegelstumpfförmigen Abschnitte zur Bildung einer Kreisrippe (bei Betrachtung von einer Seite des Stators) und eines Tals (bei Betrachtung von der anderen Seite des Stators) verbunden sind.
Stator nach Anspruch 28, worin die Höhe der Rippe oder des Tals kleiner als die Höhe des ringförmigen Rings ist.
Stator, umfassend: einen Kern aus magnetisch permeablem Material, enthaltend einen ringförmigen Ring mit einem Innenumfang zwischen 120 mm Durchmesser und 250 mm Durchmesser und einer Breite zwischen 5 mm und 15 mm, eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Polen, die mit Abstand voneinander und den Umfang des ringförmigen Rings angeordnet sind, wobei sich die Pole von dem ringförmigen Ring zwischen 15 mm und 40 mm auswärts erstrecken, 3 Phasenwicklungen, wobei jede Wicklung eine Mehrzahl von Spulen aufweist, die auf 1/3 der Polkerne angeordnet sind, einen Insulator, der die Polkerne von den Wicklungen isoliert, eine Mehrzahl von Montagepunkten zum Anbringen des Stators an einer Maschine, wobei jeder Montagepunkt mit einem Abstand radial innerhalb der Innenoberfläche des ringförmigen Rings des Kerns zentriert ist, wobei dieser Abstand größer ist als die Länge, um die sich die Polkerne über die Außenoberfläche des ringförmigen Rings hinaus erstrecken, und mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators.
Stator nach Anspruch 30, worin Befestigungsstellen zum Befestigen des Stators an der Maschine Zentren mehr als 40 mm vom Zentrum des Stators aufweisen.
Stator nach Anspruch 31, worin sich die Befestigungsstellen zwischen 40 mm und 80 mm vom Zentrum des Stators befinden.
Stator nach Anspruch 31, worin sich die Befestigungsstellen zwischen 50 mm und 75 mm vom Zentrum des Stators befinden.
Stator nach Anspruch 31, worin sich die Befestigungsstellen zwischen 60 mm und 70 mm vom Zentrum des Stators befinden.
Stator nach einem der Ansprüche 31 bis 34, worin der Stator einen Plattenabschnitt enthält, der sich von dem ringförmigen Ring einwärts erstreckt, um einen Bereich innerhalb des Umfangs des Rings zu belegen, und der die Befestigungsstellen enthält.
Stator nach Anspruch 35, worin die Befestigungsstellen Öffnungen durch den Plattenabschnitt hindurch aufweisen.
Stator nach Anspruch 35 oder Anspruch 36, worin der Plattenabschnitt ringförmig ist und einen Bereich zwischen dem ringförmigen Ring und einer kreisförmigen Öffnung mit Abstand einwärts von den Montagestellen belegt.
Stator nach einem der Ansprüche 35 bis 37, worin die Platte zumindest eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche in einem Bereich zwischen den Montagestellen und dem ringförmigen Ring enthält.
Stator nach Anspruch 36, worin die Platte zumindest zwei im Wesentlichen kegelstumpfförmige Abschnitte zwischen den Montagestellen und dem ringförmigen Ring enthält, wobei die kegelstumpfförmigen Abschnitte zur Bildung einer Kreisrippe (bei Betrachtung von einer Seite des Stators) und eines Tals (bei Betrachtung von der anderen Seite des Stators) verbunden sind.
Stator nach Anspruch 39, worin die Höhe der Rippe oder des Tals kleiner als die Höhe des ringförmigen Rings ist.
Stator wie im Wesentlichen hierin in Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben und dargestellt.
Motor zur Verwendung in einer Waschmaschine, wobei der Motor umfasst: einen Stator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 41, einen Rotor, der zu dem Stator konzentrisch ist, mit einem Permanentmagnetring außerhalb des Stators und Rotorpolen, die zu den Enden der Statorpole weisen.
Motor nach Anspruch 42, worin der Rotor umfasst: eine Mehrzahl von Magnetelementen mit zwei Seitenrändern jeweils mit magnetischen Domänen, die anisotropisch ausgerichtet sind, um ein Domänenausrichtungsmuster zu bilden, wobei die Mehrzahl von Magneten angeordnet ist, um einen Permanentmagnetring mit einer Innenfläche und einer Außenfläche zu bilden, einen starren Träger, der die Magnetelemente in der Ringanordnung hält, worin das magnetische Domänenausrichtungsmuster in jedem Magnetelement eine Orientierung hat, die sich im Wesentlichen kontinuierlich durch zumindest ein Teil des Magnetelements zwischen dessen Seitenrändern von einer Orientierung, die eine überwiegend radiale Komponente an einem Pol des Magnetelements aufweist, zu einer Orientierung, die zumindest eine gewisse tangentiale Komponente an einem Seitenrand des Magnetelements aufweist, verändert, wobei die Magnetelemente so magnetisiert sind, dass sie ein resultierendes Magnetflussfeld erzeugen.
Motor nach Anspruch 43, worin eines oder mehrere der Magnetelemente eine Abschrägung an einer Überschneidung jedes Seitenrands mit dem Vorderrand aufweist, worin der Vorderrand der Rand an der Innenfläche des Rotors ist.
Motor nach Anspruch 43, oder 44, worin an beiden Seitenrändern die Orientierung des magnetischen Domänenausrichtungsmusters eine signifikante tangentiale Komponente hat, die in dem magnetischen Domänenausrichtungsmuster resultiert, das eine Orientierung von zumindest 15 Grad in Bezug auf die Seitenränder aufweist.
Motor nach einem der Ansprüche 43 bis 45, worin sich die Orientierung über das Magnetelement im Wesentlichen nicht linear verändert.
Motor nach einem der Ansprüche 43 bis 46, worin das resultierende Magnetflussfeld Pole mit abwechselnder Polarität mit Abstand um den Ring herum aufweist, wobei die Pole in Bezug auf den Permanentmagnetring radial ausgerichtet sind, und worin das resultierende Magnetflussfeld des Permanentmagnetrings zwischen benachbarten Polen entgegengesetzter Polaritäten quer und zwischen diesen Polen fokussiert ist, um sich über die Grenze hinaus zu erstrecken, die durch die Innenfläche definiert ist, aber zumindest teilweise innerhalb der Grenze eingebunden bleibt, welche durch die Außenfläche des Permanentmagnetrings definiert ist.
Motor nach einem der Ansprüche 43 bis 47, worin der Abschnitt des resultierenden Magnetflussfelds zwischen benachbarten Polen, die sich über die Grenze hinaus erstrecken, die durch die Innenfläche des Permanentmagnetringmagnetelements definiert ist, eine Orientierung hat, die sich kontinuierlich verändert, worin: zwischen den Polen sich die Orientierung von einer Orientierung, die eine überwiegend radiale Komponente an dem Pol hat, zu einer Orientierung, die eine überwiegend tangentiale Komponente am Mittelpunkt zwischen den Polen hat, verändert, und sich die Orientierung, radial von der Innenfläche erstreckend, von einer Orientierung, die eine überwiegend radiale Komponente an einer Innenfläche hat, zu einer Orientierung, die eine zunehmend tangentiale Komponente mit Abstand von der Innenfläche hat, verändert.
Waschmaschine, die einen elektronisch kommutierten Motor nach einem der Ansprüche 42 bis 48 enthält, wobei der Stator mit einem nichtdrehenden Trog oder Gehäuse der Waschmaschine gekoppelt ist, wobei der Rotor mit einer Drehtrommel der Waschmaschine gekoppelt ist.
Rotor nach Anspruch 49, worin die Waschmaschine eine Topladerwaschmaschine ist, die eine Außenhülle, einen in der Außenhülle aufgehängten Trog sowie eine Drehtrommel in dem Trog aufweist.
Rotor nach Anspruch 49, worin die Waschmaschine eine Horizontalachsenwaschmaschine ist, die eine Außenhülle, ein Drehtrommelgehäuse und eine Drehtrommel in dem Gehäuse aufweist.
Rotor nach Anspruch 49, worin die Waschmaschine eine Horizontalachsenwaschmaschine mit Topladerzugang ist, die eine Außenhülle, einen Trog und eine Drehtrommel in dem Trog aufweist.