СТАТОР ДВИГАТЕЛЯ С НАРУЖНЫМ РОТОРОМ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2008 года по МПК H02K1/18 H02K3/34 H02K15/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к двигателю с наружным ротором, и более конкретно к конструкции статора двигателя с наружным ротором, применяемого в стиральной машине с барабаном с непосредственной связью.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В основном способ стирки в барабане является способом стирки, при котором стирка осуществляется с использованием силы трения между вращающимся барабаном и бельем, причем барабан вращается, воспринимая движущую силу от двигателя, когда моющее средство, воду для стирки и белье помещают в барабан. Способ стирки в барабане позволяет предотвратить повреждение белья и его спутывание между собой при получении эффекта стирки трением.

Обычные стиральные машины с барабаном делятся на агрегаты с непрямой передачей движущей силы двигателя на барабан через шкив двигателя и ремня, обернутого вокруг шкива барабана, и агрегаты с непосредственным соединением, передающие движущую силу двигателя непосредственно на барабан путем применения ротора бесщеточного двигателя постоянного тока, непосредственно соединенного с барабаном.

В этом случае способ передачи движущей силы двигателя на барабан не непосредственно, а через шкив двигателя и ремень, обернутый вокруг ременного шкива, имеет недостатки, заключающиеся в больших потерях энергии и сильном шуме в процессе передачи движущей силы. Соответственно для решения проблем, связанных с обычной стиральной машиной, усиливается тенденция к использованию способа стирки с барабаном с непосредственной связью.

Далее со ссылкой на фиг.1 будет кратко описана конструкция стиральной машины с обычным непосредственным соединением. На фиг.1 показан продольный разрез, который показывает конструкцию обычной стиральной машины с барабаном, включающей в себя бак 2, размещенный в корпусе 1, и барабан 3, размещенный в центре бака 2.

Двигатель установлен с задней стороны бака 2, статор 6 закреплен на задней стенке бака, а ротор 5 проходит сквозь бак и охватывает статор 6 таким образом, чтобы быть аксиально соединенным с барабаном 3 через бак.

В то же время спереди корпуса 1 имеется дверца 21, а между дверцей 21 и баком 2 установлена прокладка 22.

Подвесная пружина 23, предназначенная для поддержки бака 2, установлена между верхней внутренней стороной корпуса 1 и верхней наружной периферийной поверхностью бака 2. Фрикционный демпфер 24, предназначенный для уменьшения вибрации бака 2, возникающей при отжиме, выполнен между внутренней нижней поверхностью корпуса 1 и нижней наружной периферийной поверхностью бака 2.

В то же время на фиг.2 показан вид в перспективе, иллюстрирующий вид снаружи статора с фиг.1, а на фиг.3 показан вид в перспективе составного сердечника, примененного к статору 2. Обычный способ изготовления сердечника статора включает операции штамповки стального листа для изготовления множества отдельных сердечников, каждый из которых имеет множество зубцов 151 и базовый элемент 150 с одной стороны каждого из множества зубцов 151, и выступ 500, выполненный на второй стороне, противоположной стороне каждого из зубцов 151, пакетирования отдельных сердечников для получения узла, и соединения отдельных сердечников между собой по окружности для сборки сердечника статора, который называют составным сердечником.

В этом случае выступ образует соединительное отверстие 500а, необходимое для соединения статора 6 с задней стенкой бака, и играющее роль восприятия соединительного усилия болта.

Способ изготовления статора 6 с использованием составного сердечника (SC) является очень сложным и ведет к избыточному расходу материалов. Соответственно для того, чтобы уменьшить расход материалов и упростить производственный процесс, удобно использовать так называемый спиральный сердечник, изготавливаемый путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины, включающей зубцы и базовый элемент. Однако недостатком спирального сердечника является трудность получения на нем выступа для соединения статора с внутренней частью сердечника, поскольку пачку стальных пластин, отштампованную в форме цепочки, при изготовлении спирального сердечника требуется сгибать.

Это связано с тем, что сердечник становится слишком широким для сгибания, когда при изготовлении спирального сердечника (НС) внутри сердечника образуется выступ 500.

Соответственно для того, чтобы иметь возможность применять спиральный сердечник (НС), требуется статор улучшенной конструкции, позволяющий выполнять ту же роль выступа составного сердечника не на самом сердечнике, а в другом месте.

Следует отметить, что причина, по которой столь важно придать достаточную жесткость выступу заключается в том, что выступ имеет соединительное отверстие для соединения статора с боковой стороной бака.

Стиральная машина, которая вращает барабан, непосредственно используя бесщеточный двигатель постоянного тока, включает в себя статор, непосредственно присоединенный к стороне крепления позади бака. Что касается двигателя для барабанной стиральной машины большой мощности, то у двигателя, имеющего статор, который сам весит 1,5 кг и вращается с максимальной скоростью отжима 600-2000 об/мин, происходит повреждение соединительной части из-за веса статора, вибрации при вращении двигателя с большой скоростью и тряски ротора 5.

В частности, в случае барабанной стиральной машины, использующей бесщеточный двигатель постоянного тока со статором 6, соединенным с задней стенкой бака, соединительная часть статора 6 и задняя стенка бака получают более серьезные повреждения из-за вибрации, возникающей во время стирки, поскольку направленность диаметра статора 6 в основном параллельна полу.

Соответственно очень важно придать достаточную жесткость выступу статора 6, имеющему соединительное отверстие, скрепленное с боковиной бака.

В то же время при изготовлении обычного составного сердечника существует проблема расхода материала и сложности производственного процесса.

Другими словами, при производстве составного сердечника (SC) узел изготавливают путем штамповки отдельного сердечника из отдельной стальной пластины и их пакетирования, после чего сердечники соединяют между собой по окружности.

Соответственно происходит бесполезная трата большого количества материалов, поскольку после штамповки сердечника остается значительная часть стальной пластины, при производстве единичных сердечников используется большое количество пластин и, кроме того, производственный процесс является сложным из-за выступа 500, выполненного на противоположной стороне зубцов 151.

Следовательно существует необходимость создания сердечника статора, позволяющего снизить расход материала и упростить производственный процесс, но выполняющего такие же функции, что и составной сердечник.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Целью настоящего изобретения является создание двигателя с наружным ротором, который имеет статор, позволяющий уменьшить расход материалов и упростить производственный процесс, и который может быть устойчиво помещен на стороне крепления, такой как бак или корпус подшипника.

Другой целью настоящего изобретения является создание статора новой конструкции, позволяющей устойчиво поместить статор на стороне крепления, такой как бак или корпус подшипника, подобно варианту применения составного сердечника так, чтобы статор весом не менее 1,5 кг мог быть применен к бесщеточному двигателю постоянного тока стиральной машины с барабаном, имеющему частоту вращения свыше 2000 об/мин.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Для достижения этих целей и других преимуществ и согласно назначению изобретения, реализованного и подробно здесь описанного, создан статор двигателя с наружным ротором, содержащий спиральный сердечник, полученный путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины, включающий в себя зубцы и базовый элемент; верхний изолятор, имеющий форму, соответствующую форме спирального сердечника, и охватывающий верхнюю часть спирального сердечника, нижний изолятор, имеющий форму, соответствующую форме спирального сердечника, и охватывающий нижнюю часть спирального сердечника при взаимной сборке с верхним изолятором, причем нижний изолятор выполнен из электроизолирующего материала, соединительное средство, выполненное на стальной пластине, образующей спиральный сердечник (НС) таким образом, чтобы предотвратить развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению свертывания стальной пластины, когда стальную пластину пакетируют и свертывают по спирали, а также для того, чтобы не допустить сдвига относительно друг друга отдельных слоев в пакете стальной пластины; и вырез, образованный в базовом элементе стальной пластины, образующей спиральный сердечник (НС) для того, чтобы снизить напряжение при свертывании сердечника.

Дополнительно создан статор двигателя с наружным ротором стиральной машины с барабаном, содержащий: спиральный сердечник с многослойной структурой, полученный путем пакетирования стальной пластины, имеющей основу в форме ленты и Т-образные зубцы, выступающие из основы при свертывании стальной пластины в спираль, начиная с нижнего слоя и до верхнего слоя; верхний изолятор из электроизолирующего материала, покрывающий верхнюю сторону спирального сердечника в форме, дополняющей форму спирального сердечника; и нижний изолятор из электроизолирующего материала, покрывающий нижнюю сторону спирального сердечника при сборке с верхним изолятором в форме, дополняющей форму спирального сердечника, причем стальная пластина, образующая спиральный сердечник, включает в себя паз, имеющий форму, дополняющую спиральный сердечник, на верхней или нижней поверхности стальной пластины, чтобы предотвратить развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению спирали при наложении стальных пластин путем свертывания стальных пластин по направлению спирали, и чтобы предотвратить ослабление пакета стальных пластин, и крепежный участок, имеющий выступы, обращенные к крепежному пазу и запрессованные в верхнюю или нижнюю поверхность стальной пластины, и базовая часть спирального сердечника включает в себя надрез для уменьшения напряжений при свертывании сердечника.

Кроме того, создан статор двигателя с наружным ротором, содержащий кольцевой спиральный сердечник с многослойной структурой, полученный путем пакетирования стальной пластины, имеющей основу в форме ленты и Т-образные зубцы, выступающие из основы при свертывании стальной пластины в спираль, начиная с нижнего слоя и до верхнего слоя; верхний изолятор из электроизолирующего материала, покрывающий верхнюю сторону спирального сердечника в форме, дополняющей форму спирального сердечника; и нижний изолятор из электроизолирующего материала, имеющий форму, дополняющую форму спирального сердечника для того, чтобы закрывать нижнюю сторону спирального сердечника при сборке с верхним изолятором, причем спиральный сердечник содержит: установочный штифт на верхней и нижней поверхности каждого из Т-образных зубцов стальной пластины сердечника и отверстие, дополняющее установочный штифт, предназначенные для предотвращения развертывания сердечника из стальной пластины в направлении, противоположном направлению вращения спирали, а также сдвига нижнего или верхнего слоя сердечника из стальной пластины при пакетировании сердечника из стальной пластины при свертывании сердечника из стальной пластины в спираль; надрез в основе между каждым из соседних Т-образных зубцов сердечника из стальной пластины для уменьшения напряжений при свертывании сердечника; и по существу С-образный конец каждого из Т-образных зубцов для уменьшения шума, возникающего из-за момента асинхронного двигателя при его запуске.

Дополнительно создан способ производства статора двигателя с наружным ротором, при котором: используют электропроводный лист, который является базовым материалом; вырубают базовый материал для формирования двух рядов сердечников из стальной пластины, имеющих одну пару базовых частей в форме ленты, противоположных по ширине, и Т-образные зубцы, выступающие попеременно к противоположной базовой части; формируют многослойный кольцевой спиральный сердечник путем пакетирования сердечника из стальной пластины при свертывании сердечника из стальной пластины в спираль от нижнего слоя до верхнего слоя; и помещают спиральный сердечник в изолятор из электроизолирующего материала, имеющий форму, дополняющую спиральный сердечник.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Происходит снижение расхода и веса материалов, необходимых для изготовления статора бесщеточного двигателя постоянного тока, упрощается производственный процесс, а статор устойчиво крепится к стороне крепления, такой как бак стиральной машины с барабаном.

Уменьшается расход материалов на изготовление спирального сердечника (НС) и упрощается процесс изготовления сердечника.

В частности, статор может быть устойчиво помещен на стороне крепления, такой как бак или корпус подшипника, как и в случае применения составного сердечника, так что статор весом не менее 1,5кг применим к двигателю стиральной машины с барабаном с частотой вращения свыше 2000 об/мин.

Если настоящее изобретение применяется для производства стиральной машины с барабаном, облегчается установка статора на баке, что облегчает работу специалиста по техническому обслуживанию и ремонту при дальнейшей эксплуатации.

Настоящее изобретение предотвращает развертывание стальных пластин и предотвращает образование зазоров между двумя соседними слоями пакетированных стальных пластин.

Настоящее изобретение способствует предотвращению развертывания примыкающих пакетированных стальных пластин, образования зазоров между соседними слоями пакетированных стальных пластин, и изготовлению путем применения спирального сердечника для выполнения работы свертывания для облегченного формирования сердечника, и повышает механическую надежность и прочность за счет повышения жесткости крепежной части статора с целью снижения шума и вибрации.

Профиль зубцов спирального сердечника (НС) формируют имеющим приблизительно С-образную форму для того, чтобы уменьшить расход материалов на изготовление спирального сердечника (НС) и эффективно снизить шум и вибрацию.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые включены сюда для улучшения понимания изобретения и являются частью данной заявки, иллюстрируют варианты реализации изобретения, и вместе с описанием служат для объяснения принципа изобретения. На чертежах:

фиг.1 - продольный разрез, схематически иллюстрирующий пример конструкции обычной стиральной машины с барабаном;

фиг.2 - вид в перспективе конструкции стандартного статора;

фиг.3 - вид в перспективе составного сердечника с фиг.2;

фиг.4 - вид в перспективе внешнего вида статора согласно настоящему изобретению;

фиг.5 - вид в перспективе фиг.4 с разнесением деталей;

фиг.6 - одноуровневый план секции "А" с фиг.5;

фиг.7 - продольный разрез основной части спирального сердечника, выполненный по линии I-I с фиг.6, который является иллюстрацией пакетированного состояния спирального сердечника;

фиг.8 - вид в перспективе сзади части верхнего изолятора с фиг.5;

фиг.9 - одноуровневый план основной части статора с фиг.4;

фиг.10 и 11 - эталонный вид, предназначенный для описания открытого применения изолятора; и

фиг.12 - приблизительная схема процесса производства спирального сердечника с фиг.5.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут подробно рассмотрены предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. По возможности одинаковые ссылочные позиции на чертежах будут использоваться для обозначения одних и тех же или схожих деталей.

Далее будет описан вариант реализации настоящего изобретения со ссылкой на фиг.4-12. На фиг.4 проиллюстрирован вид в перспективе внешнего вида статора согласно настоящему изобретению. На фиг.5 проиллюстрирован вид в перспективе фиг.4 с разнесением деталей. На фиг.6 проиллюстрирован одноуровневый план секции "А" с фиг.5, и на фиг.7 проиллюстрирован продольный разрез основной части спирального сердечника, выполненный по линии I-I с фиг.6, который является схемой пакетированного состояния спирального сердечника.

Тем временем на фиг.8 проиллюстрирован вид в перспективе сзади части верхнего изолятора с фиг.5, на фиг.9 проиллюстрирован одноуровневый план основной части статора с фиг.4, на фиг.10 и 11 проиллюстрирован эталонный вид, предназначенный для описания открытого применения изолятора; и на фиг.12 проиллюстрирована приблизительная схема процесса производства спирального сердечника с фиг.5.

Как показано на чертежах, статор 6 двигателя с наружным ротором согласно первому варианту реализации настоящего изобретения включает в себя спиральный сердечник (НС), выполненный в форме кольца и с многослойной структурой, полученной путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины начиная с самого нижнего слоя и до самого верхнего слоя, верхний изолятор 60а, включающий в себя электроизолирующий материал и соответствующий форме спирального сердечника для того, чтобы закрывать верхнюю часть спирального сердечника (НС), нижний изолятор 60b, являющийся электрическим изолятором и соответствующий форме спирального сердечника для того, чтобы закрывать нижнюю часть спирального сердечника (НС), и соединительный элемент 500 (см. фиг.5), интегрированный в верхний и нижний изоляторы 60а и 60b и выступающий из, по меньшей мере, трех частей внутри спирального сердечника (НС) к центру статора 6.

В этом случае в базовом элементе 150 стальной пластины, образующей спиральный сердечник (НС), формируют вырез 152 так, чтобы уменьшить напряжение при свертывании сердечника. Вырез 152 имеет максимальную глубину (Н) в центральной части 152а, которая становится меньше по направлению к обоим концам основы центральной части 152а, и выполнен во многосторонней форме, соединенной с концом базового элемента 150.

На стальной пластине, образующей спиральный сердечник (НС), имеется соединительное средство, предназначенное для предотвращения явления подпружинивания, т.е. для того, чтобы не допустить развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению свертывания стальной пластины, когда стальную пластину пакетируют и свертывают по спирали, а также для того, чтобы не допустить сдвига слоев пакетированной стальной пластины относительно друг друга.

В этом случае, как показано на фиг.6 и 7, соединительное средство включает в себя соединительный выступ 154а, выступающий с верхней поверхности каждого из множества зубцов 151 стальной пластины, и соединительную выемку 154b, выполненную на нижней поверхности каждого из зубцов 151 стальной пластины.

В то же время, в отличие от формы, упомянутой выше, соединительный выступ может, конечно, быть выполнен на нижней поверхности зубца 151 стальной пластины, а соединительная выемка - на верхней поверхности зубцов 151 стальной пластины.

Как показано на фиг.6, конец зубцов 151 спирального сердечника (НС) формируют С-образной формы, чтобы снизить вибрацию и шум, вызванные моментом асинхронного двигателя в спиральном сердечнике (НС).

Другими словами, концу зубцов 151 спирального сердечника (НС) придают в целом С-образную форму путем скашивания угловой части 151с каждого из его обоих концов на основе центральной части 151b.

В этом случае угловую часть 151с скашивают по прямой линии, как показано, или же, хотя это и не показано, по кривой линии.

Для справки следует отметить, что в данном случае имеется синхронный момент или реактивный момент, который генерируется изменением магнитного сопротивления в просвете между ротором и статором, причем просвет образуется за счет изменения положения ротора при вращении ротора. Синхронный момент не может быть действующим началом двигательного момента, и поэтому его желательно снизить.

Сердечник 11 из стальной пластины штампуют в два ряда из электропроводной стальной пластины 10, т.е. из одной пластины 10 электропроводной стали, так что на базовом элементе 150, противоположном зубцам 151, образуется надрез 150а, форма которого соответствует форме концевой части зубцов 151.

В то же время при штамповке сердечника 11 из стальной пластины в два ряда на зубцах 151 сердечника 11 из стальной пластины образуют эжекторный паз 151d для того, чтобы плавно отделять сердечник 11 из стальной пластины от зубцов 151, и таким образом облегчить разделение сердечника 11 из стальной пластины, отштампованной в два ряда из пластины 10 из электропроводной стали.

Другими словами, при разделении сердечника из стальной пластины эжектор входит в контакт с вогнутостью для эжекторного паза 151d, и прилагает сжимающую силу, чтобы обеспечить разделение сердечника.

В соединительном элементе 600 (см. фиг.5) образуют соединительное отверстие 620а (см. фиг.5) для закрепления статора на стороне крепления, такой как бак, с помощью соединительного средства, и соединительное отверстие 620а образуется выпуклостью 620 соединительного элемента 600.

Опорное ребро 650, предназначенное для поддержки внутренней поверхности сердечника, выполнено вдоль окружности опорного ребра 650 изнутри закрытой поверхности, которая входит в контакт с верхней и нижней поверхностями спирального сердечника (НС) между верхним и нижним изоляторами 60а и 60b.

В то же время на внутренней окружности соединительного элемента 600 каждого из числа верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b выполнено в направлении закрытой поверхности дополнительное ребро 670, и, по меньшей мере, одно соединительное ребро вставлено между дополнительным ребром 670 и опорным ребром 650, которое поддерживает изнутри сердечник и создает усилие поддержки.

На обеих боковых стенках зубцов 610 верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b, которые объединяются при сборке, формируют ступенчатые поверхности 610а и 610b.

В этом случае, если одной из ступенчатых поверхностей 610а и 610b на обеих боковых стенках каждого из зубцов 610 придают форму "┐", то другой придают форму "└".

Ступенчатые поверхности 610а и 610b объединяются также вместе на обеих концевых поверхностях, расположенных под прямым углом к обеим боковым стенкам каждого из зубцов 610 верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b.

На конце каждого из зубцов 610 верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b устойчиво располагается поверхность 611а нагружения, с башмаком 151а сердечника спирального сердечника (НС) (см. фиг.5).

Кроме того, на стороне крепления бака выполнен определяющий положение выступ 630, или определяющий положение выступ 630 в сочетании с определяющим положение отверстием (не показано) выполнен вокруг соединительного отверстия 620а, выполненного в соединительном элементе 600 верхнего изолятора.

Втулка 800 имеет цилиндрическую форму, и в соединительном отверстии 620а предусмотрен полый штифт, который может быть с усилием посажен в соединительное отверстие 620а, или пружинный штифт, обладающий упругостью благодаря срезанной части и играющий роль втулки.

В базовом элементе 150 спирального сердечника (НС) выполнен вырез 152, предназначенный для уменьшения напряжений, так чтобы облегчить свертывание при придании формы сердечнику, а спиральный сердечник (НС) склепан заклепкой 153, проходящей через сквозное отверстие, выполненное в базовом элементе 150 и соединенной с ним.

Начальная точка свертывания и конечная точка свертывания спирального сердечника, соответственно, приварены к заданным частям базового элемента 150.

Как показано на фиг.9, статор согласно настоящему изобретению вставлен в верхний и нижний изоляторы 60а и 60b и включает в себя соединительный элемент 600, выступающий внутрь в радиальном направлении из, по меньшей мере, трех мест внутренней круговой поверхности сердечника. Когда длина каждого из зубцов 151, отходящих от наружной поверхности спирального сердечника (НС), составляет "а" и расстояние от внутренней поверхности спирального сердечника (НС) до центра соединительного отверстия, выполненного в соединительном элементе 600, составляет "b", соединительный элемент образуют таким образом, что а = b.

В то же время ссылочной позицией 8 на фиг.5 обозначен узел датчика отверстия, предназначенный для управления двигателем, а позицией 9 обозначен узел корпуса отвода для подключения питания с целью подачи электроэнергии на статор.

Далее будет описано действие настоящего изобретения. Во-первых, согласно настоящему изобретению в качестве сердечника 15, входящего в состав статора, применяют так называемый спиральный сердечник (НС), причем спиральный сердечник получают путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины, которая включает в себя множество зубцов и базовый элемент. Соответственно, в отличие от составного сердечника (SC), отсутствует процесс сборки и сварки составных сердечников, что упрощает производственный процесс.

В отличие от составного сердечника, спиральный сердечник согласно настоящему изобретению не имеет выступа, что уменьшает расход материала. Другими словами, способ изготовления статора согласно настоящему изобретению является простым и уменьшает расход материала.

Соединительное средство включает в себя соединительный выступ 154а и соединительную выемку 154b, помещенные на каждом из зубцов 151 стальной пластины, которая образует спиральный сердечник (НС). Соответственно, когда спиральный сердечник изготавливают путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины, соединительное средство облегчает и повышает точность производства сердечника путем предотвращения явления подпружинивания, т.е. предотвращая развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению свертывания стальной пластины, и также предотвращая сдвиг слоев пакетированной стальной пластины относительно друг друга.

В базовом элементе 150 стальной пластины, образующей спиральный сердечник (НС), выполнен вырез 152 многосторонней формы, предназначенный для того, чтобы предотвращать развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению свертывания стальной пластины за счет уменьшения напряжения при свертывании сердечника, а также для того, чтобы облегчить свертывания стальной пластины.

В то же время изменение магнитного сопротивления в зависимости от изменения положения ротора и статора уменьшается из-за того, что концу зубцов 151 спирального сердечника (НС) придана С-образная форма, и таким образом уменьшается также синхронный момент спирального сердечника (НС). Поэтому происходит эффективное уменьшение вибрации и шумов, которые генерируют синхронный момент.

Согласно настоящему изобретению, в связи с тем, что сердечник 11 из стальной пластины штампуют в два ряда из пластины 10 из электропроводной стали, два сердечника из стальных пластин изготавливают из одной стальной пластины в ходе одной операции штамповки. Поэтому по сравнению с обычным способом изготовления одной стальной пластины из одного стального листа резко уменьшается расход стального листа, требуемого для производства сердечника, и при этом заметно упрощается производственный процесс.

В дополнение при улучшенной структуре верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b статор 6 согласно настоящему изобретению обладает достаточной прочностью для того, чтобы противостоять действию усилия болтового соединения.

Другими словами в настоящем изобретении соединительный элемент 600 верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b предназначен в конструкции для того же, что и выступ составного сердечника (SC), причем может быть применен статор 6, к которому применим спиральный сердечник (НС).

Пространство 640 среди множества ребер 650, 660, 670 и 680, которое предусмотрено на закрытой поверхности соединительного элемента 600, предназначено для амортизации и уменьшения вибрации, возникающей при работающем двигателе, и таким образом повышает надежность механизма статора 6, а также уменьшает расход изолирующего материала.

В то же время имеется опорное ребро 650, проходящее в направлении по окружности относительно внутренней радиальной части закрытых поверхностей верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b, соприкасающихся с верхом и низом спирального сердечника (НС), соответственно предназначенное для поддержки внутренней боковой стороны сердечника.

Опорное ребро 660, выполненное на соединительном элементе 600 верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b для сопряжения выступа 620 с опорным ребром 650, рассеивает усилие соединения, воздействующее на выступ 620, и повышает прочность соединительного элемента 600.

Соответственно статор 6 согласно настоящему изобретению позволяет эффективно предотвращать повреждение соединительной части статора 6 в стиральной машине с барабаном большой мощности, когда сам статор 6 весит более 1,5кг и вращается в режиме отжима со скоростью 600-2000 об/мин.

Определяющий положение выступ 630, который выполнен вокруг соединительного отверстия 620а соединительного элемента 600, соединяется с определяющим соединение отверстием (не показано) бака таким образом, чтобы помочь креплению статора 6.

Когда статор 6 согласно настоящему изобретению крепят к баку 2, статор 6 легче соединяется с баком 2 благодаря определяющему положение выступу. Поэтому при последующем обслуживании облегчается выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту.

В данном случае определяющий положение выступ 630 образуют на баке 2, а определяющее положение отверстие может быть выполнено на соединительном элементе 600.

В то же время на фиг.10 и 11 показан эталонный вид, иллюстрирующий открытое применение изолятора, и верхний и нижний изоляторы 60а и 60b согласно настоящему изобретению могут применяться в заданном диапазоне даже при другой высоте пакетированного спирального сердечника (НС).

Другими словами, высота (h1) сердечника в случае фиг.10 является высотой, при которой ступенчатые поверхности 610а и 610b верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b полностью сопряжены между собой, и в случае фиг.11 высота сердечника превышает показанную на фиг.10, а ступенчатые поверхности 610а и 610b верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b не полностью сопряжены между собой, но между ними имеется зазор.

В случае, показанном на фиг.11, высота (h2) сердечника превышает высоту верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b, когда ступенчатые поверхности 610а и 610b (см. фиг.5 и 8) верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b не полностью сопряжены между собой, и между ними имеется зазор.

В случае, показанном на фиг.11, ступенчатые поверхности 610а и 610b разделены зазором, поскольку высота (h2) пакетированного сердечника превышает его высоту, когда ступенчатые поверхности 610а и 610b верхнего и нижнего изоляторов 60а и 60b полностью сопряжены между собой. Однако он годен к применению, поскольку зубцы сердечника 151 изолированы.

Соответственно, вне зависимости от высоты сердечника, разделяемый на верхнюю и нижнюю часть изолятор может применяться для общего назначения и таким образом повышается эффективность работы сборочной линии.

Далее со ссылкой на фиг.12, будет описан процесс производства спирального сердечника (НС) согласно настоящему изобретению. Позиции (I), (II), (III) на фиг. 12 показывают процесс производства спирального сердечника по порядку, и позицией (I) на фиг.12 обозначается положение сразу после завершения штамповки пластины 10 из электропроводной стали, перед выдавливанием сердечника 11 из стальной пластины, сформованного в два ряда.

Позиция (II) на фиг.12 показывает часть отдельного сердечника из стальной пластины, выдавленной из листа из электропроводной стали, а позиция (III) показывает форму отдельного свернутого стального сердечника [109].

Следует отметить, что соединительный выступ 154а, соединительная выемка 154b и эжекторный паз 151d, показанные на фиг.6, на фиг.12 опущены для того, чтобы упростить схему.

Как показано на фиг.12, процесс производства спирального сердечника (НС) согласно настоящему изобретению включает в себя процесс штамповки противостоящих базовых элементов 150, выполненных в форме полосы по ширине, штамповку в два ряда отдельного сердечника 11 из стальной пластины из пластины 10 электропроводной стали, так что множество зубцов 151, отходящих от базового элемента 150, пересекаются между собой, и процесс свертывания для формирования многослойной структуры путем свертывания по спирали отдельного сердечника 11 из стальной пластины от самого нижнего слоя до самого верхнего слоя, причем отдельный сердечник из стальной пластины прошел процесс штамповки.

В процессе штамповки два ряда сердечника 11 из стальной пластины, обращенные внутрь друг к другу, штампуют и формуют в два ряда на одной пластине 10 из электропроводной стали таким образом, чтобы сформировать надрез 151s, имеющий такую же форму, как конец каждого из зубцов 151 на базовом элементе 150 с противоположной стороны зубцов 151.

В этом случае на каждом из зубцов 151 имеется эжекторный паз для того, чтобы можно было легко отделить сердечник 11 из стальной пластины от пластины 10 электропроводной стали, причем сердечники из стальной пластины отштампованы тогда, когда они обращены друг к другу.

Сердечник 11 из стальной пластины, соединенный с другим изнутри, штампуют прессом (не показано) по всей длине пластины из электропроводной стали, и режут после штамповки на длины, необходимые для изготовления одного спирального сердечника (НС).

В то же время, как упоминалось выше, сердечник 11 из стальной пластины, разрезанной на куски нужной длины, имеет определенный диаметр, автоматически свертывается по спирали [наматывается] и пакетируется намоточным устройством (не показано), так что зубцы 151 выступают наружу, и таким образом получает форму кольца.

Свернутый и пакетированный сердечник 11 из стальной пластины заклепывают заклепкой 153, пропущенной через сквозное отверстие, выполненное в базовом элементе 150.

Сердечник 11 из стальной пластины, склепанный так, как описано выше, сваривают и сцепляют с частями базового элемента 150, причем каждая из частей прилегает к начальной части (не показана) и конечной части так, чтобы завершить один спиральный сердечник (НС).

Следует отметить, что готовый спиральный сердечник (НС) собирают вместе с верхним и нижним изоляторами 60а и 60b (см. чертежи 60а и 60b), а статор 6 (см. фиг.4) завершают, когда вокруг зубцов 151 спирального сердечника (НС) в сборе с верхним и нижним изоляторами 60а и 60b будет намотана катушка 142.

Специалистам в данной области техники должна быть очевидна возможность внесения в настоящее изобретение различных модификаций и изменений без отклонения от существа или объема изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и варианты данного изобретения при условии, что они входят в рамки прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

При использовании настоящего изобретения уменьшаются потери материалов, требующихся для производства статора бесщеточного двигателя постоянного тока, упрощается производственный процесс и обеспечивается прочная установка статора на стороне крепления, такой как бак стиральной машины с барабаном.

В частности, статор может быть устойчиво установлен на стороне крепления, такой как бак или корпус подшипника, как и в случае применения составного сердечника, так что возможно применение статора весом не менее 1,5 кг на бесщеточном двигателе постоянного тока стиральной машины с барабаном с частотой вращения более 2000 об/мин.

При применении настоящего изобретения для производства стиральной машины с барабаном облегчается установка статора на баке, так что при последующем обслуживании облегчается выполнение технического обслуживания и ремонта.

Настоящее изобретение предотвращает развертывание стальных пластин и предотвращает образование зазоров между двумя соседними слоями пакетированных стальных пластин.

Настоящее изобретение облегчает предотвращение развертывания пакетированных стальных пластин и образования зазоров между соседними слоями пакетированных стальных пластин, а также облегчает выполнение работы по свертыванию для формирования сердечника в процессе сборки для применения спирального сердечника, а также повышает механическую надежность и долговечность путем повышения жесткости крепежной части статора с целью снижения шума и вибрации.

Профилю зубцов спирального сердечника (НС) придают С-образную форму с целью уменьшения расхода материала на изготовление спирального сердечника (НС) и эффективного снижения шума и вибрации.

Настоящее изобретение обладает преимуществом снижения расхода материалов на изготовление спирального сердечника (НС) и упрощения процесса изготовления сердечника. Благодаря этому настоящее изобретение может найти широкое применение в промышленности.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электродвигателях для стиральных машин с непосредственной связью с барабаном. Технический результат состоит в уменьшении расхода материалов и упрощении производственного процесса. В двигателе с наружным ротором конструкция статора позволяет устойчиво его поместить на стороне крепления бака или корпуса подшипника. Для этого статор включает в себя спиральный сердечник, полученный путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины. Статор включает зубцы и базовый элемент. Верхний изолятор имеет форму, соответствующую форме спирального сердечника, и охватывает верхнюю часть спирального сердечника. Нижний изолятор имеет форму, соответствующую форме спирального сердечника, и охватывает нижнюю часть спирального сердечника при взаимной сборке с верхним изолятором. Нижний изолятор выполнен из электроизолирующего материала. Соединительное средство выполнено на стальной пластине, образующей спиральный сердечник таким образом, чтобы предотвратить развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению свертывания стальной пластины, когда стальную пластину пакетируют и свертывают по спирали, а также для того, чтобы не допустить сдвига относительно друг друга отдельных слоев в пакете стальной пластины. Вырез образован в базовом элементе стальной пластины, образующей спиральный сердечник, чтобы снизить напряжение при свертывании сердечника. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Статор двигателя с наружным ротором, содержащий:

спиральный сердечник, полученный путем пакетирования и свертывания по спирали стальной пластины, включающий в себя зубцы и базовый элемент;

верхний изолятор, имеющий форму, соответствующую форме спирального сердечника, и охватывающий верхнюю часть спирального сердечника;

нижний изолятор, имеющий форму, соответствующую форме спирального сердечника, и охватывающий нижнюю часть спирального сердечника при взаимной сборке с верхним изолятором, причем нижний изолятор выполнен из электроизолирующего материала;

соединительное средство, выполненное на стальной пластине, образующей спиральный сердечник таким образом, чтобы предотвратить развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению свертывания стальной пластины, когда стальную пластину пакетируют и свертывают по спирали, а также для того, чтобы не допустить сдвига относительно друг друга отдельных слоев в пакете стальной пластины; и

вырез, образованный в базовом элементе стальной пластины, образующей спиральный сердечник для того, чтобы снизить напряжение при свертывании сердечника.

10. Статор по п.9, в котором ступени выполнены на обеих боковых стенках Т-образных зубцов, причем если одна сторона Т-образных зубцов нижнего и верхнего изоляторов выполнена в форме другая сторона выполнена в форме

спиральный сердечник с многослойной структурой, полученный путем пакетирования стальной пластины, имеющей основу в форме ленты и Т-образные зубцы, выступающие из основы при свертывании стальной пластины в спираль, начиная с нижнего слоя и до верхнего слоя;

верхний изолятор из электроизолирующего материала, покрывающий верхнюю сторону спирального сердечника в форме, дополняющей форму спирального сердечника; и

нижний изолятор из электроизолирующего материала, покрывающий нижнюю сторону спирального сердечника при сборке с верхним изолятором в форме, дополняющей форму спирального сердечника;

причем стальная пластина, образующая спиральный сердечник, включает в себя паз, имеющий форму, дополняющую спиральный сердечник, на верхней или нижней поверхности стальной пластины, чтобы предотвратить развертывание стальной пластины в направлении, противоположном направлению спирали при наложении стальных пластин путем свертывания стальных пластин по направлению спирали, и чтобы предотвратить ослабление пакета стальных пластин, и крепежный участок, имеющий выступы, обращенные к крепежному пазу и запрессованные в верхнюю или нижнюю поверхность стальной пластины, и

базовая часть спирального сердечника включает в себя надрез для уменьшения напряжений при свертывании сердечника.

кольцевой спиральный сердечник с многослойной структурой, полученный путем пакетирования стальной пластины, имеющей основу в форме ленты и Т-образные зубцы, выступающие из основы при свертывании стальной пластины в спираль, начиная с нижнего слоя и до верхнего слоя;

верхний изолятор из электроизолирующего материала, покрывающий верхнюю сторону спирального сердечника в форме, дополняющей форму спирального сердечника; и

нижний изолятор из электроизолирующего материала, имеющий форму, дополняющую форму спирального сердечника для того, чтобы закрывать нижнюю сторону спирального сердечника при сборке с верхним изолятором, причем спиральный сердечник содержит:

установочный штифт на верхней и нижней поверхности каждого из Т-образных зубцов стальной пластины сердечника и отверстие, дополняющее установочный штифт, предназначенные для предотвращения развертывания сердечника из стальной пластины в направлении, противоположном направлению вращения спирали, а также сдвига нижнего или верхнего слоя сердечника из стальной пластины при пакетировании сердечника из стальной пластины при свертывании сердечника из стальной пластины в спираль;

надрез в основе между каждым из соседних Т-образных зубцов сердечника из стальной пластины для уменьшения напряжений при свертывании сердечника; и

по существу, С-образный конец каждого из Т-образных зубцов, для уменьшения шума, возникающего из-за момента асинхронного двигателя при его запуске.

используют электропроводный лист, который является базовым материалом;

вырубают базовый материал для формирования двух рядов сердечников из стальной пластины, имеющих одну пару базовых частей в форме ленты, противоположных по ширине, и Т-образные зубцы, выступающие попеременно к противоположной базовой части;

формируют многослойный кольцевой спиральный сердечник путем пакетирования сердечника из стальной пластины при свертывании сердечника из стальной пластины в спираль от нижнего слоя до верхнего слоя; и

помещают спиральный сердечник в изолятор из электроизолирующего материала, имеющий форму, дополняющую спиральный сердечник.