CN110336440B - 一种吸尘器用无刷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸尘器用无刷电机，包括有支架，所述的支架内装配有转子组件和定子组件，所述的支架上固定有线路板，所述的转子组件的下端固定有动叶轮，该动叶轮外罩设有风罩，所述的定子组件的下部与所述风罩之间设置有导风轮，该导风轮位于所述动叶轮的上方，所述的导风轮包括有轮体和设置于轮体外壁上的导流板，所述的导流板呈向右侧弯曲的弧形结构，所述的导流板的下端垂直于轮体外壁，所述的导流板的上端较轮体外壁的垂直面向右侧倾斜设置，所述的导流板的表面为平滑螺旋弧面，相邻导流板之间形成导风通道。本发明的优点在于：结构合理，吸气效率高。

Description

一种吸尘器用无刷电机
技术领域
本发明涉及吸尘器制造领域，具体地说是一种吸尘器用无刷电机。
背景技术
吸尘器是利用电动机带动风机高速旋转，使集尘室内形成局部真空，与集尘室外形成气压差产生气流，灰尘随气流一起吸入集尘室内，经过滤，将灰尘留存于集尘室内，排出洁净空气。
因此，电动机的1. 结构将直接影响吸尘器的吸力以及吸气效率，进而影响吸尘器的效率值。
吸尘器电机为了提高吸气效率，多设计有导流结构，现有吸尘器电机的导流结构设置于动叶轮与风罩之间，且导流通道为简单的垂直通道或者简单的弧形通道，如申请号为201710202140.0，名称为“一种无刷电机”的专利申请便是在动叶轮与风罩之间设置导风轮。
现有吸尘器电机的导流结构(导风轮设置于动叶轮与风罩之间，导流板呈弧形结构)经过测试，测试过程中电机连接20mm内径的通气管(现有家用吸尘器多采用20mm内径管作为通气连接管)，测试结果如图10所示，其在测试开口为13mm时，效率值最高，这时的效率值为48.09；从测试结果中我们可以发现，其在开口为13mm时，达到效率顶峰，而通气管的内径为20mm，说明通气管的通风量并未被充分利用，因此，现有吸尘器电机结构以及效率值还有进一步提升的空间。
发明内容
本发明之目的是弥补上述之不足，向社会公开结构合理，吸气效率高的一种吸尘器用无刷电机。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种吸尘器用无刷电机，包括有支架，所述的支架内装配有转子组件和定子组件，所述的支架上固定有线路板，所述的转子组件的下端固定有动叶轮，该动叶轮外罩设有风罩，所述的定子组件的下部与所述风罩之间设置有导风轮，该导风轮位于所述动叶轮的上方，所述的导风轮包括有轮体和设置于轮体外壁上的导流板，所述的导流板呈向右侧弯曲的弧形结构，所述的导流板的下端垂直于轮体外壁，所述的导流板的上端较轮体外壁的垂直面向右侧倾斜设置，所述的导流板的表面为平滑螺旋弧面，相邻导流板之间形成导风通道。
进一步优化本技术方案的措施是：
所述的导流板的下端伸入相邻导流板上端的下方，所述的导风通道的上风口和下风口错开设置。
所述的导流板的下端尾部呈水平状态。
所述的风罩内嵌置有密封圈，所述的动叶轮的下端与所述密封圈嵌合密封。
所述的导风轮的上端设置有装配凹槽，所述的支架的下端插配于该装配凹槽内。
所述的定子组件包括由多层硅钢片叠压而成的定子铁芯和绕制于定子铁芯上的线圈，所述的硅钢片由三块结构相同的硅钢块固定而成，所述的硅钢块包括有外轭部和绕线部，所述的绕线部设置于所述外轭部的中心，所述的外轭部的一端设置有外凸部，所述的外轭部的另一端设置有与所述外凸部相适配的内凹部，所述的外凸部和内凹部拼合后采用激光焊固定。
所述的外凸部为梯形结构，所述的梯形结构的顶角为弧形结构，所述的梯形结构的底角与所述外轭部的端部之间采用弧形过渡。
所述的绕线部的内端向两侧延伸形成有内弧部。
所述的外轭部的外侧中心分别制有限位凹槽。
所述的硅钢片呈正六边形结构。
本发明与现有技术相比的优点是：
本发明的吸尘器用无刷电机，其在定子组件的下部与风罩之间设置有导风轮，该导风轮位于动叶轮的上方，调整了导风轮的位置，导风轮的导流板呈向右侧弯曲的弧形结构，导流板的下端垂直于轮体外壁，导流板的上端较轮体外壁的垂直面向右侧倾斜设置，导流板的表面为平滑螺旋弧面，采用如此结构导流板使风在通过导风通道时，不仅能够使空气产生周向的旋流，在各个通道内形成涡流，从而能够提高吸尘器的吸气效率；经检测，采用本吸尘器用无刷电机，其在开口19mm时达到效率顶峰，其效率值达52.58。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A部放大图；
图3是本发明的分解示意图；
图4是图3中导风轮的结构示意图；
图5是本发明中硅钢片的结构示意图；
图6是图5中硅钢块的结构示意图；
图7是图6中B部放大图；
图8是本发明硅钢片与整体式硅钢片材料利用率对比图；
图9是本发明无刷电机吸气效率测试结果图；
图10是现有结构无刷电机吸气效率测试结果图。
具体实施方式
本发明附图中各附图标记的名称是：
支架1、转子组件2、定子组件3、定子铁芯31、线圈32、线路板4、动叶轮5、风罩6、密封圈61、导风轮7、装配凹槽7a、轮体71、导流板72、导风通道73、上风口73a、下风口73b、硅钢片8、硅钢块9、外轭部91、外凸部91a、内凹部91b、限位凹槽91c、绕线部92、内弧部92a。
下面结合附图进一步详细描述本发明：
一种吸尘器用无刷电机，包括有支架1，所述的支架1内装配有转子组件2和定子组件3，所述的支架1上固定有线路板4，所述的转子组件2的下端固定有动叶轮5，该动叶轮5外罩设有风罩6，所述的定子组件3的下部与所述风罩6之间设置有导风轮7，该导风轮7位于所述动叶轮5的上方，所述的导风轮7包括有轮体71和设置于轮体71外壁上的导流板72，所述的导流板72呈向右侧弯曲的弧形结构，所述的导流板72的下端垂直于轮体71外壁，所述的导流板72的上端较轮体71外壁的垂直面向右侧倾斜设置，所述的导流板72的表面为平滑螺旋弧面，相邻导流板72之间形成导风通道73。
所述的导流板72的下端伸入相邻导流板72上端的下方，所述的导风通道73的上风口73a和下风口73b错开设置。
所述的导流板72的下端尾部呈水平状态。
所述的风罩6内嵌置有密封圈61，所述的动叶轮5的下端与所述密封圈61嵌合密封。
所述的导风轮7的上端设置有装配凹槽7a，所述的支架1的下端插配于该装配凹槽7a内。
所述的定子组件3包括由多层硅钢片8叠压而成的定子铁芯31和绕制于定子铁芯31上的线圈32，所述的硅钢片8由三块结构相同的硅钢块9固定而成，所述的硅钢块9包括有外轭部91和绕线部92，所述的绕线部92设置于所述外轭部91的中心，所述的外轭部91的一端设置有外凸部91a，所述的外轭部91的另一端设置有与所述外凸部91a相适配的内凹部91b，所述的外凸部91a和内凹部91b拼合后采用激光焊固定。
如图7所示，所述的外凸部91a为梯形结构，所述的梯形结构的顶角为弧形结构，所述的梯形结构的底角与所述外轭部91的端部之间采用弧形过渡。
所述的绕线部92的内端向两侧延伸形成有内弧部92a。
所述的外轭部91的外侧中心分别制有限位凹槽91c。
所述的硅钢片8呈正六边形结构。
吸尘器用无刷单机采用三相电，定子铁芯上需要绕制三组线圈32，本发明的硅钢片8由三块结构相同的硅钢块9固定而成，三块硅钢块9的绕线部92分别绕制一组线圈32，采用分体式结构，将外周环形的外轭分解为三部分，也使绕线部92暴露在外(避免绕线部92被外轭包围在内)，方便了线圈32的绕制。
分体结构的三块硅钢块9结构完全相同，提高了部件的统一性，方便加工、储存整理。
材料利用率比较：
如图8所示，若制作完整结构硅钢片，采用正方形原材料制作，需要边长为50.61MM的原材料，原材料面积为2561.37mm2；采用圆形原材料制作，需要直径为50.61MM的原材料，原材料面积为2010.68mm2，硅钢板材制作成圆形原材料，同样会造成部分原材料的浪费。
而制作本发明中的分体式结构的硅钢片，采用长为86.25mm，宽为21.04mm的矩形原材料即可制作出三块硅钢块9，原材料面积为1814.7 mm2，其较上述的圆形原材料少9%，较上述的正方形原材料29%。
以上尺寸数据通过CAD软件测量所得。
以上的原材料利用率比较，仅考虑制作单个硅钢片；三块硅钢块9结构相同，制作硅钢块9时，可以在长条形的原材料板材上连续制作，这样能够进一步提高原材料的利用率，因此本发明中的分体结构能够大大提高原材料的利用率，降低生产成本。
本发明的无刷电机，调整了导风轮7的位置，采用在定子组件3的下部与风罩6之间设置有导风轮7，该导风轮7位于所述动叶轮5的上方，其导流板72不仅呈弧形结构，而且具有微螺旋结构，导流板72的下端垂直于轮体71外壁，而导流板72的上端较轮体71外壁的垂直面向右侧倾斜设置，采用如此结构的导风轮7，不仅使空气流经时，能够产生周向的旋流，而且在各个导风通道73内能够形成涡流，从而提高无刷电机的吸气效率。
另外，导风通道73的上风口73a和下风口73b错开设置，避免导风通道73的上风口73a和下风口73b直通，增强了产生旋流推动力，能够进一步提高吸气效率。
在相同测试条件下，连接20mm内径的通气管，测试本发明无刷电机的吸气效率与现有结构无刷电机(导风轮设置于动叶轮与风罩之间，导流板呈弧形结构)，测试结果如图9(本发明无刷电机测试结果)和图10(现有结构无刷电机测试所示。
通过对比可以发现，本发明无刷电机在开口19mm时达到效率顶峰，其顶峰效率值达52.58；而现有结构无刷电机在开口13mm时达到效率顶峰，其顶峰效率值为48.09。
本发明的效率值顶峰对应的开口大小，接近通气管的内径，能够利用通气管的通气量，避免通气量的浪费。
在已经十分成熟的吸尘器机构中，能够将电机的吸气效率提高1%都是十分困难的，本发明的无刷电机结构其效率值提高4%多，这将大大有利于吸尘器性能的提升。
本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (8)

1.一种吸尘器用无刷电机，包括有支架(1)，所述的支架(1)内装配有转子组件(2)和定子组件(3)，所述的支架(1)上固定有线路板(4)，所述的转子组件(2)的下端固定有动叶轮(5)，该动叶轮(5)外罩设有风罩(6)，其特征在于：所述的定子组件(3)的下部与所述风罩(6)之间设置有导风轮(7)，该导风轮(7)位于所述动叶轮(5)的上方，所述的导风轮(7)包括有轮体(71)和设置于轮体(71)外壁上的导流板(72)，所述的导流板(72)呈向右侧弯曲的弧形结构，且导流板(72)呈微螺旋结构，所述的导流板(72)的下端垂直于轮体(71)外壁，所述的导流板(72)的上端较轮体(71)外壁的垂直面向右侧倾斜设置，所述的导流板(72)的表面为平滑螺旋弧面，相邻导流板(72)之间形成导风通道(73)；所述的导流板(72)的下端伸入相邻导流板(72)上端的下方，所述的导风通道(73)的上风口(73a)和下风口(73b)错开设置；所述的导流板(72)的下端尾部呈水平状态。
2.根据权利要求1所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的风罩(6)内嵌置有密封圈(61)，所述的动叶轮(5)的下端与所述密封圈(61)嵌合密封。
3.根据权利要求2所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的导风轮(7)的上端设置有装配凹槽(7a)，所述的支架(1)的下端插配于该装配凹槽(7a)内。
4.根据权利要求3所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的定子组件(3)包括由多层硅钢片(8)叠压而成的定子铁芯(31)和绕制于定子铁芯(31)上的线圈(32)，所述的硅钢片(8)由三块结构相同的硅钢块(9)固定而成，所述的硅钢块(9)包括有外轭部(91)和绕线部(92)，所述的绕线部(92)设置于所述外轭部(91)的中心，所述的外轭部(91)的一端设置有外凸部(91a)，所述的外轭部(91)的另一端设置有与所述外凸部(91a)相适配的内凹部(91b)，所述的外凸部(91a)和内凹部(91b)拼合后采用激光焊固定。
5.根据权利要求4所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的外凸部(91a)为梯形结构，所述的梯形结构的顶角为弧形结构，所述的梯形结构的底角与所述外轭部(91)的端部之间采用弧形过渡。
6.根据权利要求5所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的绕线部(92)的内端向两侧延伸形成有内弧部(92a)。
7.根据权利要求6所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的外轭部(91)的外侧中心分别制有限位凹槽(91c)。
8.根据权利要求7所述的一种吸尘器用无刷电机，其特征在于：所述的硅钢片(8)呈正六边形结构。
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