CN104836400B - 洗衣机用单相感应电机及洗衣机 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电机领域，提供了洗衣机用单相感应电机及洗衣机，其中，洗衣机用单相感应电机包括定子和与定子转动配合的转子，转子为鼠笼结构，定子包括定子铁芯和设于定子铁芯上的定子绕组，洗衣机用单相感应电机的极数为二极，其同步转速为3000rpm，额定转速为2200rpm～2800rpm。与现有洗衣机用四极单相感应电机相比，本发明中的洗衣机用单相感应电机的转速提高了一倍，这样，在相同输出功率下，可使得电机的输出转矩减小了一半，从而减小了电机的体积，进而减小了电机在洗衣机内安装的占用空间，增大了洗衣机的内部空间，利于优化洗衣机的内部空间结构设计，并减小了电机的重量，降低了电机的成本。

Description

洗衣机用单相感应电机及洗衣机
技术领域
本发明属于电机领域，尤其涉及洗衣机用单相感应电机及具有该洗衣机用单相感应电机的洗衣机。
背景技术
现有的波轮洗衣机用单相感应电机都为四极电机，其同步转速为1500rpm。该洗衣机的工作原理为：洗衣机在脱水工作状态下，四极电机经过一级减速结构减速到750mm～800rpm范围左右进行驱动衣物容器转动；而洗衣机在洗涤工作状态下，四极电机经过一级减速结构和二级减速结构减速到210～260rpm范围左右进行驱动衣物容器转动。
现有的波轮洗衣机在具体应用中存在以下不足之处：其用于驱动衣物容器转动的电机为四极电机，同步转速为1500rpm，其转速相对比较低，这样，对应于相同的输出功率，其电机的输出转矩会比较大；而由于电机的体积与电机的转矩成正比，故，使得其电机的体积会比较大，从而使得电机在洗衣机内安装的占用空间比较大，阻碍了洗衣机内部空间结构的优化设计。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了洗衣机用单相感应电机及洗衣机，其解决了现有洗衣机用单相感应电机在洗衣机内安装占用空间大的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：洗衣机用单相感应电机，包括定子和与所述定子转动配合的转子，所述定子包括定子铁芯和设于所述定子铁芯上的定子绕组，所述转子为鼠笼结构，所述洗衣机用单相感应电机的极数为二极，其同步转速为3000rpm，额定转速为2200rpm～2800rpm。
优选地，所述定子铁芯的内侧贯穿设有供所述转子穿设的内孔，所述定子铁芯包括两相对且平行的第一外边缘和两相对且平行的第二外边缘，且两所述第一外边缘之间的距离小于或等于两所述第二外边缘之间的距离，所述内孔的直径与两所述第一外边缘之间的距离的比值小于或等于0.49：1。
优选地，两所述第一外边缘之间的距离为116mm±5mm。
优选地，所述定子铁芯沿其轴向延伸的高度为35mm±2.5mm。
优选地，所述定子铁芯上设有若干个供所述定子绕组容置的绕线槽组，每个所述绕线槽组都包括四个浅槽和两个凹设深度大于所述浅槽凹设深度的深槽，且同一所述绕线槽组中，两所述深槽相邻设置并位于四个所述浅槽的同一侧。
优选地，所述深槽的槽面面积与所述浅槽的槽面面积之比大于或等于1.36：1。
优选地，所述绕线槽组设有四个，所述定子铁芯的外边缘具有四个拐角，且四个所述绕线槽组中的各所述深槽分别与所述定子铁芯外边缘的四个所述拐角相对设置。
优选地，所述定子绕组包括主绕组和副绕组，所述浅槽内只绕设所述主绕组和所述副绕组中的一种；所述深槽内同时绕设有所述主绕组和所述副绕组，或者，所述深槽内只绕设所述主绕组和所述副绕组中的一种。
本发明提供的洗衣机用单相感应电机，通过将电机设计为二极，从而使得电机的同步转速提高到了3000rpm；而为了满足洗衣机在脱水工作状态和洗涤工作状态下的转速要求，可通过增大传动控制机构的减速比来实现。与现有洗衣机用四极单相感应电机相比，本发明的洗衣机用单相感应电机的转速提高了一倍，这样，在相同输出功率下，可使得电机的输出转矩减小了一半，从而可以使得电机的体积减小约20％左右，进而有效减小了电机在洗衣机内安装的占用空间，增大了洗衣机的内部空间，利于优化洗衣机的内部空间结构设计，并减小了电机的重量，降低了电机的成本。
进一步地，本发明还提供了洗衣机，其包括衣物容器、用于驱动所述衣物容器旋转的驱动电机和传动连接于所述衣物容器与所述驱动电机之间的传动控制机构，所述驱动电机采用上述的洗衣机用单相感应电机，所述转子通过所述传动控制机构连接所述衣物容器。
优选地，所述传动控制机构包括与所述转子连接的离合器和连接于所述离合器与所述衣物容器之间的减速传动结构，所述减速传动结构包括一级减速结构和二级减速结构，所述洗衣机用单相感应电机可通过所述离合器和所述一级减速结构的传动进行驱动所述衣物容器以750rpm～800rpm的转速转动；或者，所述洗衣机用单相感应电机可通过所述离合器、所述一级减速结构和所述二级减速结构的传动进行驱动所述衣物容器以210rpm～260rpm的转速转动。
本发明提供的洗衣机，由于采用了上述的洗衣机用单相感应电机，故，减小了电机在洗衣机内安装的占用空间，增大了洗衣机内部的有效空间，从而利于优化洗衣机的内部结构，最终利于提升洗衣机的综合性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的定子的平面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的定子与转子的配合结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当一个元件被描述为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被描述为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，以下实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的洗衣机用单相感应电机，包括定子1和与定子1转动配合的转子2，转子2为鼠笼结构，定子1包括定子铁芯11和设于定子铁芯11上的定子绕组12，洗衣机用单相感应电机的极数为二极，其同步转速为3000rpm，额定转速为2200rpm～2800rpm。本发明实施例提供的洗衣机用单相感应电机，通过将电机设计成二极结构，从而使得电机的同步转速提高到了3000rpm，其与现有四级单相感应电机相比，转速提高了一倍，这样，在相同输出功率下，可使得电机的输出转矩减小了一半，从而可以使得电机的体积减小约20％左右，进而有效减小了电机在洗衣机内安装的占用空间，增大了洗衣机的内部空间，利于优化洗衣机的内部空间结构设计，并减小了电机的重量，降低了电机的材料成本。
优选地，定子铁芯11的内侧贯穿设有供转子2穿设的内孔111，即本实施例的洗衣机用单相感应电机为内转子电机。定子铁芯11的外廓大致呈方形状，其包括两相对且平行的第一外边缘112和两相对且平行的第二外边缘113，且两第一外边缘112之间的距离L1小于或等于两第二外边缘113之间的距离L2。采用本实施例中定子铁芯11的外廓设计，既利于保证定子铁芯11齿轭分布的均匀性，又利于减小定子铁芯11的外形尺寸和重量，进而利于提高定子铁芯的材料利用率。
优选地，内孔111的直径D与两第一外边缘112之间的距离L1的比值小于或等于0.49：1，采用该比值设计可以使得定子铁芯11和定子绕组12的成本最优化，从而利于降低电机的成本和减小电机的体积。
优选地，两第一外边缘112之间的距离L1为116mm±5mm，定子铁芯11沿其轴向延伸的高度为35mm±2.5mm，这样，利于优化定子铁芯11的体型和齿轭分布，有效减小了电机的体积，且其在满足电机性能参数要求的前提下，可使得定子铁芯11的重量减小约20％左右。
优选地，定子铁芯11上设有若干个供定子绕组12容置的绕线槽组114，每个绕线槽组114都包括四个浅槽1141和两个凹设深度大于浅槽1141凹设深度的深槽1142，且同一绕线槽组114中，两深槽1142相邻设置并位于四个浅槽1141的同一侧。浅槽1141或深槽1142的凹设深度具体指浅槽1141或深槽1142从内孔111朝向定子铁芯11外边缘延伸的深度.为了便于描述，本实施例将浅槽1141和深槽1142都统称为绕线槽，即实施例中提到的绕线槽既可指浅槽1141也可指深槽1142。本实施例，通过将绕线槽设计为凹设深度不同的浅槽1141和深槽1142，从而可提高绕线槽的利用率，充分发挥了各绕线槽的槽利用率，进而提高了电机效率，并利于提高定子铁芯11齿轭分布的均匀性。
优选地，深槽1142的槽面面积与浅槽1141的槽面面积之比大于或等于1.36：1，采用该比值设计，可使得定子铁芯11的齿轭分布最优化，并利于提高定子铁芯11的材料利用率。
优选地，绕线槽组114设有四个，这样，浅槽1141和深槽1142的数量之和为二十四，即绕线槽的数量为二十四个。定子铁芯11的外边缘具有四个拐角115，各拐角115分别位于各第一外边缘112与各第二外边缘113的交汇处，且四个绕线槽组114中的各深槽1142分别与定子铁芯11外边缘的四个拐角115相对设置，这样，利于避免由于深槽1142的设置而造成定子轭局部太薄的现象发生，从而有效防止了由于定子轭局部太薄造成磁路受影响的现象发生，保证了定子铁芯11齿轭分布的均匀性。
优选地，定子绕组12为铝绕组，这样，在满足电机效率的前提下，可利于降低定子绕组12的材料成本，从而利于降低电机的成本。当然了，具体应用中，定子绕组12也可为铜绕组。
优选地，定子绕组12包括主绕组和副绕组，浅槽1141内只绕设主绕组和副绕组中的一种；深槽1142内同时绕设有主绕组和副绕组，这样，利于提高浅槽1141和深槽1142的槽利用率和槽满率。当然了，具体应用中，深槽1142内也可只绕设主绕组和副绕组中的一种；或者，一部分深槽1142内同时绕设有主绕组和副绕组，另一部分深槽1142内只绕设主绕组和副绕组中的一种。
优选地，本实施例的转子2为鼠笼式转子。具体地，转子2包括转轴、安装于转轴上的转子铁芯和设于转子铁芯上转子绕组，本实施例中，转子绕组为鼠笼式绕组，鼠笼式绕组具体为由铝条或铜条与端环焊接而成或铸造而成，其结构简单、价格低廉、坚固耐用、维护方便。
进一步地，本发明实施例还提供了洗衣机，其包括用于盛放衣物的衣物容器(图未示)、用于驱动衣物容器旋转的驱动电机和传动连接于衣物容器与驱动电机之间的传动控制机构(图未示)，驱动电机采用上述的洗衣机用单相感应电机，转子2通过传动控制机构连接衣物容器。本发明实施例提供的洗衣机，具体为波轮式洗衣机，其由于采用了上述的洗衣机用单相感应电机，故，减小了电机在洗衣机内安装的占用空间，增大了洗衣机内部的有效空间，从而利于优化洗衣机的内部结构，最终利于提升洗衣机的综合性能。
优选地，本实施例中，衣物容器环绕竖直轴进行转动，即衣物容器的旋转中心轴为竖直轴，其利于优化洗衣机的内部结构。
优选地，传动控制机构包括与转子2连接的离合器和连接于离合器与衣物容器之间的减速传动结构，减速传动结构包括一级减速结构和二级减速结构，洗衣机用单相感应电机可通过离合器和一级减速结构的传动进行驱动衣物容器以750rpm～800rpm的转速转动；或者，洗衣机用单相感应电机可通过离合器、一级减速结构和二级减速结构的传动进行驱动衣物容器以210rpm～260rpm的转速转动。本实施例中，离合器一方面可用于切断或传递洗衣机用单相感应电机向减速传动结构输送的动力；另一方面还可用于切换洗衣机用单相感应电机输送动力的路径，具体地，离合器可使洗衣机用单相感应电机输出的动力经一级减速结构减速后直接传递至衣物容器上，也可使洗衣机用单相感应电机输出的动力经一级减速结构和二级减速结构减速后才传递至衣物容器上。具体应用中，在脱水工作状态下，洗衣机用单相感应电机输出的动力经离合器传递至一级减速结构上进行减速，一级减速结构可将洗衣机用单相感应电机输出的转速减速至750rpm～800rpm并传递至衣物容器上，以使衣物容器以750rpm～800rpm的转速进行转动。而在洗涤工作状态下，洗衣机用单相感应电机输出的动力经离合器传递至一级减速结构上进行减速，一级减速结构可将洗衣机用单相感应电机输出的转速减速至750rpm～800rpm并传递至二级减速结构上进行减速，二级减速结构可将由一级减速结构传递至其上的动力减速至210rpm～260rpm并传递至衣物容器上，以使衣物容器以210rpm～260rpm的转速进行转动。
具体地，与现有采用四极单相感应电机的洗衣机相比，本实施中将一级减速结构的减速比从1.72左右增大到2.5～3.5，而二级减速结构的减速比不改变，这样，既可使得脱水工作状态下衣物容器的转速为750rpm～800rpm，又可使得洗涤工作状态下衣物容器的转速为210rpm～260rpm，从而有效满足了洗衣机的工作转速要求，且由于其只是改变了一级减速结构的减速比，故，其结构简单、易于实现。
优选地，本实施例中，一级减速结构为皮带传动结构，二级减速结构为齿轮传动结构，其传动平稳、结构紧凑。当然了，具体应用中，一级减速结构和二级减速结构也可为其它传动结构的组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.洗衣机用单相感应电机，包括定子和与所述定子转动配合的转子，所述定子包括定子铁芯和设于所述定子铁芯上的定子绕组，其特征在于：所述转子为鼠笼结构，所述洗衣机用单相感应电机的极数为二极，其同步转速为3000rpm，额定转速为2200rpm～2800rpm；所述定子铁芯的内侧贯穿设有供所述转子穿设的内孔，所述定子铁芯包括两相对且平行的第一外边缘和两相对且平行的第二外边缘，且两所述第一外边缘之间的距离小于或等于两所述第二外边缘之间的距离，所述内孔的直径与两所述第一外边缘之间的距离的比值小于或等于0.49：1；所述定子铁芯上设有若干个供所述定子绕组容置的绕线槽组，每个所述绕线槽组都包括四个浅槽和两个凹设深度大于所述浅槽凹设深度的深槽，且同一所述绕线槽组中，两所述深槽相邻设置并位于四个所述浅槽的同一侧。
2.如权利要求1所述的洗衣机用单相感应电机，其特征在于：两所述第一外边缘之间的距离为116±5mm。
3.如权利要求1或2所述的洗衣机用单相感应电机，其特征在于：所述定子铁芯沿其轴向延伸的高度为35mm±2.5mm。
4.如权利要求1或2所述的洗衣机用单相感应电机，其特征在于：所述深槽的槽面面积与所述浅槽的槽面面积之比大于或等于1.36：1。
5.如权利要求1或2所述的洗衣机用单相感应电机，其特征在于：所述绕线槽组设有四个，所述定子铁芯的外边缘具有四个拐角，且四个所述绕线槽组中的各所述深槽分别与所述定子铁芯外边缘的四个所述拐角相对设置。
6.如权利要求1所述的洗衣机用单相感应电机，其特征在于：所述定子绕组包括主绕组和副绕组，所述浅槽内只绕设所述主绕组和所述副绕组中的一种；所述深槽内同时绕设有所述主绕组和所述副绕组，或者，所述深槽内只绕设所述主绕组和所述副绕组中的一种。
7.洗衣机，包括衣物容器、用于驱动所述衣物容器旋转的驱动电机和传动连接于所述衣物容器与所述驱动电机之间的传动控制机构，其特征在于：所述驱动电机采用如权利要求1至6任一项所述的洗衣机用单相感应电机，所述转子通过所述传动控制机构连接所述衣物容器。
8.如权利要求7所述的洗衣机，其特征在于：所述传动控制机构包括与所述转子连接的离合器和连接于所述离合器与所述衣物容器之间的减速传动结构，所述减速传动结构包括一级减速结构和二级减速结构，所述洗衣机用单相感应电机可通过所述离合器和所述一级减速结构的传动进行驱动所述衣物容器以750rpm～800rpm的转速转动；或者，所述洗衣机用单相感应电机可通过所述离合器、所述一级减速结构和所述二级减速结构的传动进行驱动所述衣物容器以210rpm～260rpm的转速转动。
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