[其他]节省材料的洗衣机用电机

说明书

本发明属单相电容运转异步电动机，是用于各种波轮式洗衣机及脱水机的电机。在一般鼠笼式单相电容运转异步电机设计计算理论基础上，近年来研究洗衣机用电机如何满足家用波轮式洗衣机及脱水机使用要求及同时能节省材料的途径之一是采用异形槽洗衣机电机的设计（参见《家用电器科技》，1984年第4期;《分马力电机》，1984年第2期），已有技术的不足之处在于对该类电机未能突破一般设计指导性文件推荐的磁负荷及电流密度的约束，自然也没有解决由此而引起的噪声及振动增加、定转子齿部及轭部磁路饱和、效率下降、温升增高等问题的方案。

本发明的任务在于提供整个系列的洗衣机用电机，使其在满足波轮式洗衣机及脱水机使用要求，具有良好性能指标的前提下，能有效地节约大量电磁材料。

家用电器工业的迅速发展，促成每年生产大量该类电机，消耗数以万吨计的硅钢片及铜线，故降低其材料成本意义重大。现有技术采用异形槽定子冲片后，定子轭部磁路得以改善，对于功率为25～250瓦的洗衣机电机而言，为保证其具有接近低噪声的水平，气隙磁密一般仍拘于设计指导性文件介绍的限值范围，即2P＝2时，气隙磁密B_δ＝0.4～0.65T;2P＝4时，B_δ＝0.3～0.6T，未能有较多的突破，材料节省也有限。本发明致力于大幅度节约原材料。为完成本发明任务而提出的解决方案包括：提高气隙磁密，超过公知的限值而不致使噪声、振动的增加影响该类电机的使用;合理设计定子冲片的齿槽尺寸，选取高气隙磁密时仍使定子齿部及轭部磁路具有合理的饱和程度;通过改善电机通风结构提高散热效果来解决因铁心缩短、磁密增高、线径变细引起的电流密度增大造成的电磁损耗增加、温升增高的问题。

方案内容如下：

1.气隙磁密选取范围提高到0.68～0.76特斯拉。本新型电机敢于提高该类电机气隙磁密有如下四条依据。

（1）考虑洗衣机对电机噪声和振动的要求，可提高气隙磁密。有充分的数据说明，洗衣机电机噪声控制在55分贝以下，能使洗衣机厂相当满意。实践证明，本新型选取高气隙磁密的洗衣机用电机噪声属满意水平。当然，电机制造过程中的加工精度、装配质量、轴承质量等应同时得到保证。

本发明新型电机选取高气隙磁密对电机振速及其对洗衣机使用的影响经实验验证的结论是：

A、电机径向振速主要决定于动不平衡造成的25HZ的振动，若动平衡良好，则100HZ的振动最突出，其次400～630HZ的振动较大。气隙磁密增大使400～630HZ径向振动增强，但它不起决定性的作用，未造成总的振速增加。

B、切向振动主要决定于椭园磁场造成的100HZ振动，本发明新型电机与改型前的电机相比，振速相差无几，由于新型电机惯量低，可见其振动力矩比改型前的电机小。

C、电机振动对洗衣机的影响主要是切向100HZ的振动，径向振速仅是切向振速的 1/8 ～ 1/11 ，而且气隙密在影响径向振动的因素中并不是唯一的因素，因而气隙磁密的增加，不会影响电机的使用。电机400HZ的振动对洗衣机的影响较小。

（2）改进电机的磁路设计，使用异形槽定子冲片，齿槽尺寸安排合理，充分利用磁性材料可以限制由于提高气隙磁密后定子轭部及定子齿部磁路的饱和程度。

（3）从节约能源的要求出发，国家限制生产硅钢片D22，禁止生产硅钢片D21，导磁材料磁性能的提高出现了节能系列电机。洗衣机电机采用D22以上的硅钢片可以改善磁路饱和程度，因而洗衣机电机改进设计（包括提高气隙磁密）自成一个新系列也是完全可以做到的。

（4）改进定子冲片磁路后，轭宽增加，定子铁心的刚性增加，从而使其固有频率大大提高，在较低极对数的低频力波作用下，铁心变形减小，振动减小。一般高次力波幅值较小，振动可忽略不计。而高频的低极对数力波可能接近固有频率而使振动增加。但高频力波的幅值不大且洗衣机本身的固有振动频率很低，因而气隙磁密增加后，不致使电机的振动与噪声增加，更不会使洗衣机的噪声增加。