CN215452756U - 食物处理器及其电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种食物处理器及其电机，所述电机为三相电机，包括定子组件和相对所述定子组件转动的转子组件，所述定子组件包括定子铁芯以及绕设于所述定子铁芯上的线圈；所述转子组件包括转轴、套设于所述转轴上的转子铁芯以及插接于所述转子铁芯中的若干永磁铁，所述转子铁芯形成有若干插接槽，每一插接槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述若干永磁铁插入至所述插接槽内并环绕所述转轴呈辐射状分布，本实用新型食物处理器采用三相无刷直流电机作为驱动，可以有效改善开关磁阻电机旋转时转矩脉动大、振动噪声大的缺点，满足人们对于噪声日益严苛的要求，整体上结构紧凑、尺寸可控、运行平稳且高效。

Description

食物处理器及其电机

技术领域

本实用新型涉及食物处理器技术领域，特别是涉及一种食物处理器的电机。

背景技术

电机作为最常见的动力源，广泛应用于各行各业，如用于食物处理器如豆浆机、料理机等，辅助用户加工食物、改善生活。

现有食物处理器的驱动电机大多采用开关磁阻电机，其具有结构简单、可靠性高等优点，但是开关磁阻电机因为采用凸极结构，其转子在旋转时，特别是在低速旋转时存在转矩脉动大、振动噪声大的缺点，无法满足现今人们对低环境噪声的要求。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种转矩脉动小、噪声低的电机和采用该电机的食物处理器。

本实用新型提供一种电机，用于食物处理器，所述电机为三相电机，包括定子组件和相对所述定子组件转动的转子组件，所述定子组件包括定子铁芯以及绕设于所述定子铁芯上的线圈；所述转子组件包括转轴、套设于所述转轴上的转子铁芯以及插接于所述转子铁芯中的若干永磁铁，所述转子铁芯形成有若干插接槽，每一插接槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述若干永磁铁插入至所述插接槽内并环绕所述转轴呈辐射状分布。

进一步地，所述电机的定子铁芯的外径为100～150mm，所述转子组件的磁极数为8、10、12、14或16，所述永磁铁为磁能积范围在3.8～4.9MGOe、剩磁范围在3900～4400Gs，矫顽力范围在250～320kA/m的铁氧体。

进一步地，所述转轴的侧端通过一套环连接有与霍尔元件配合的感应磁块，所述套环的一端与所述转轴的侧端过盈配合、另一端与所述感应磁块过盈配合，或者所述感应磁块粘接于所述套环的另一端。

进一步地，所述转子铁芯在相邻的两个所述永磁铁的中央位置设置有通槽，每相邻的两个所述永磁铁之间的通槽为两个且形状不同。

进一步地，其中一所述通槽的横截面为方形且其长度方向顺延所述转子铁芯的周向，另一所述通槽的横截面为跑道形且其长度方向顺延所述转子铁芯的径向。

进一步地，所述横截面为方形的通槽设置于所述横截面为跑道形的通槽的径向外侧，所述横截面为方形的通槽的横截面面积小于所述横截面为跑道形的通槽的横截面面积。

进一步地，所述转子还包括一体包覆所述转子铁芯和永磁体的塑胶架，所述塑胶架的轴向侧端的外边缘位置处设置若干平衡孔，用于插接平衡销对所述转子做平衡。

进一步地，还包括感应所述线圈温度的热保护器。

进一步地，还包括收容所述定子组件和转子组件的外壳，所述外壳包括壳体和盖设于所述壳体上的内端盖，所述壳体的中央内凹形成第一轴承座，所述内端盖的中央形成第二轴承座，所述第一轴承座和第二轴承座内分别设置一轴承支撑所述转轴，所述转轴的一端穿过所述壳体并与一驱动件连接。

进一步地，所述壳体和内端盖的外壁面形成有若干凸耳，所述凸耳上设置有通孔用于供螺钉穿过将所述壳体和内端盖固定；所述凸耳外套设有弹性保护套，所述保护套内设置有对应螺钉的避让孔。

本实用新型还提供一种包括食物处理器，包括上述电机及由该电机驱动的用以处理食物的刀片。

进一步地，所述电机还包括控制组件，所述控制组件包括电源处理模块和电机驱动模块，所述电源处理模块包括EMI模块和AC-DC转换模块，所述电机驱动模块包括DC-DC转换模块、电机MCU以及逆变器，所述DC-DC转换模块连接于所述AC-DC转换模块和电机MCU之间，所述逆变器的输入端分别与所述AC-DC转换模块和电机MCU连接、输出端与所述电机的线圈连接，所述电机MCU与所述食物处理器的主控电路板连接。

进一步地，所述电机还包括收容所述定子和转子的外壳以及设置于所述外壳内的电机电路板，所述电机电路板与所述定子的线圈电性连接，所述电源处理模块和电机驱动模块均位于所述电机的外壳内并设置于所述电机电路板上；或者，所述电机驱动模块位于所述电机的外壳内并设置于所述电机电路板上，所述电源处理模块位于所述电机的外壳之外并设置于所述主控电路板上；或者，所述电源处理模块和电机驱动模块均位于所述电机的外壳之外并设置于所述主控电路板上。

相较于现有技术，本实用新型食物处理器采用三相无刷直流电机作为驱动，可以有效改善开关磁阻电机旋转时转矩脉动大、振动噪声大的缺点，满足人们对于噪声日益严苛的要求，整体上结构紧凑、尺寸可控、运行平稳且高效。

附图说明

图1为本实用新型食物处理器的电机一实施例的示意图。

图2为图1所示电机的剖视图。

图3为图1所示电机的另一角度视图。

图4为图3的爆炸图。

图5为图4的另一角度视图。

图6为图4中电机的转子组件的进一步爆炸图。

图7为图5中电机的定子组件的进一步爆炸图。

图8为本实用新型食物处理器第一实施例的电路方框图。

图9为本实用新型食物处理器第二实施例的电路方框图。

图10为本实用新型食物处理器第三实施例的电路方框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本实用新型附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供一种电机100，可应用于食物处理器如搅拌器、混合器、榨汁机、豆浆机、料理机等。如图1-5所示，根据本实用新型一具体实施例的电机100包括外壳10和设置于外壳10内的转子组件20、定子组件30、控制组件40。

外壳10整体呈圆柱状结构，包括壳体12、内端盖14以及外端盖16。其中，壳体12为一端开口的圆筒状结构，内端盖14为圆盘状结构，内端盖14罩盖至壳体12的开口端并共同构成第一安装空间13，用于装配定子组件30和转子组件20。外端盖16呈一端开口的圆筒状结构，其开口端与内端盖14装配并共同构成第二安装空间15，用于装配控制组件40。壳体12的轴向高度远大于外端盖16的轴向高度，第一安装空间13的尺寸远大于第二安装空间15。图示实施例中，壳体12、内端盖14以及外端盖16的外壁面上形成有若干凸耳18，凸耳18上形成有相对应的固定孔180，装配时可以利用螺钉、铆钉等固定件穿过固定孔180而将壳体12、内端盖14以及外端盖16固定连接为一体。

较佳地，凸耳18上包覆有保护套19，保护套19优选地由橡胶、树脂等弹性材料制成，具有一定的弹性减震作用并且有较好的耐磨性。相应地，保护套19内设置有避让孔190，用于容纳螺钉、铆钉等的端部。在将电机100装配至食物处理器内时，通过保护套19将电机100卡入至食物处理器相对应的安装部的槽口内即可，保护套19与槽口优选地过盈配合将电机100固定至食物处理器内，保证电机100运行时的稳定，减小噪音的产生。应当理解地，电机100与食物处理器的装配并不限于过盈配合，也可以是卡扣、螺合、铆合、焊接等，不以本具体实施例为限。

请同时参阅图6和图7，本实用新型电机100为内转子结构，转子组件20可转动地设置于定子组件30的中央。

如图4和图6所示，转子组件20为嵌入式永磁铁(IPM)结构，包括转轴22、环套转轴22设置的转子铁芯24、插接于转子铁芯24中的若干永磁铁26以及塑胶架28。转轴22的前后两端均伸出转子铁芯24之外，其中前端穿过壳体12并与一驱动件50传动连接，用以驱动与驱动件50连接的负载，如食物处理器的刀具、搅拌头等旋转。转轴22的后端的端面上设置有感应磁块29，感应磁块29呈扁平圆柱状，通过一套环60与转轴22固定连接，套环60一端与转轴22相套接并形成过盈配合、另一端与感应磁块29相套接并形成过盈配合。其他实施方式中，感应磁块29也可以粘接于套环60以及转轴末端。装配后，控制组件40的Hall传感器49元件能通过感应转轴22侧端设置的磁块29来精准地检测转子组件20的位置进而控制电机100的运行。

一并参阅图2，壳体12的中央形成有第一轴承座120，内端盖14的中央形成有第二轴承座140。第一轴承座120、第二轴承座140内分别设置一轴承62，轴承62可以是滚珠轴承、滑动轴承、陶瓷轴承等，分别套接于转轴22的前后两端以支撑转子组件20的转动，减少噪音的产生。图示实施例中，壳体12的侧端的中央内凹一定深度，以减小第一轴承座120突出壳体12的侧端的高度，进而减小电机100整体上的轴向高度，使得电机100的结构更为紧凑、体积更小。较佳地，第一轴承座120内设置有垫圈122，垫圈122优选地为波形介子，在轴向上夹置于第一轴承座120和第一轴承座120内的轴承62之间，缓冲电机100以及负载运行过程中的浮动，减小撞击外壳10产生的噪音。

转子铁芯24由若干矽钢片沿着电机100轴向层叠而成，整体呈圆环柱状结构，中央形成有通孔穿设转轴22。转子铁芯24上形成有若干插接槽240，插接槽240环绕转轴22呈辐射状分布，每一插接槽240沿转子铁芯24的径向延伸。在轴向上，插接槽240贯穿转子铁芯24；在径向上，插接槽240并未贯穿转子铁芯24的内外侧面。永磁铁26为平板状，优选地为铁氧体，最大磁能积范围为3.8～4.9MGOe，剩磁范围为3900～4400Gs，矫顽力范围为250～320kA/m。装配时，永磁铁26沿轴向嵌入至转子铁芯24相应的插接槽240，永磁铁26的中心线与转子铁芯24的径向基本重合。

每一永磁铁26沿径向设置并其厚度方向(周向)极化，相邻的两块永磁铁26的相向表面具有相同极性，以将转子铁芯24位于该两个永磁铁26之间的部分极化，构成转子组件20的一个磁极。在周向上，转子组件20表现为交替的N极和S极。转子组件20的磁极数越多效率越高，但考虑到电机100的整体尺寸以及制造工艺的难度，本发明实施例中将转子组件20的磁极数设置为8、10、12、14、16等，如图示实施例中，永磁铁26的数量为12，转子组件20的磁极数为12。在其它实施例中，永磁铁26也可以沿周向设置，其形状可以是矩形或者瓦形等，不以具体实施例为限。

较佳地，转子铁芯24的每一磁极的中央设置有通槽242，消除谐波分量使反电动势接近正弦曲线，提升电机100的效率。另外，通槽242的设置还可以有效减轻转子铁芯24的重量。图示实施例中，每一磁极上的通槽242为两个，其中一个通槽242a的横截面为方形、另一通槽242b的横截面为跑道形。方形通槽242a位于跑道形通槽242b的径向外侧。方形通槽242a的长度方向顺延转子铁芯24的周向，跑道形通槽242b的长度方向顺延转子铁芯24的径向，方形通槽242a的横截面的面积小于跑道形通槽242b的横截面的面积。应当理解地，通槽242的数量、尺寸、形状等可以根据需要做相应的改变，不限于图示的具体实施例。

塑胶架28为注塑件，一体包覆于转子铁芯24和永磁铁26上。在制程上，可以将转轴22、转子铁芯24以及永磁铁26预组装后再置于注塑模具内，然后注塑成型塑胶架28并将转轴22、转子铁芯24以及永磁铁26一体连接，使得转子组件20为不可拆的一体结构；或者也可以将转子铁芯24和永磁铁26预组装后置于注塑模具内，注塑成型塑胶架28的同时一体包覆转子铁芯24和永磁铁26，然后再与转轴22插接相连，此时转轴22与转子铁芯24可以是过盈配合，也可以通过键与键槽配合等固定连接为一体，以实现转子组件20的同步转动。较佳地，塑胶架28在其轴向两侧的外边缘位置处设置有若干平衡孔280，平衡孔280可以是沉孔，沿塑胶架28的周向分布，用于插接平衡销(图未示)做平衡，减小转子组件20旋转时的噪音。

请同时参阅图5和图7，定子组件30包括定子铁芯32、包覆于定子铁芯32上的线架34以及绕设于线架34上的线圈(图未示)。

定子铁芯32由多个矽钢片堆叠而成，包括圆环形的轭部36以及由轭部36沿径向向内延伸的若干齿部38。各个齿部38在周向上均匀间隔设置，共同围成一收容转子组件20的容置空间380。相邻的齿部38之间形成齿槽382，方便将线圈顺序绕设至各个齿部38上。较佳地，本实用新型电机100为三相直流无刷电机，定子组件30的线圈分成三相，即U相、V相和W相，各相线圈在相位上互差120度。较佳地，线圈附近还设置有热保护器，在线圈温度高于某一预定温度时自动切断电路防止过热烧坏电机100。

线架34为绝缘塑料制成，将定子铁芯32的齿部38与线圈隔开，避免线圈磨损而短路。较佳地，线架34上固定设置有插针39，插针39穿过内端盖14将线圈与控制组件40电性连接，从而通过控制组件40周期性地改变流过线圈的电流的方向，线圈形成交变的磁场与转子组件20的磁场相作用而推动转子组件20转动。在制程上，可以先将定子铁芯32、插针39置于注塑模具内，然后注塑成型线架34并将定子铁芯32和插针39一体连接，最后在线架34上绕设线圈并将线圈的末端焊接至插针39上。

线圈通电产生的磁场将定子铁芯32极化，其每一齿部38构成定子铁芯32的一个磁极。图示实施例中，齿部38、线圈的数量为18，相应地齿槽382的数量为18，电机100整体上为12极18槽，定子铁芯32的外径为100～150mm。可以理解的是，定子组件30的齿槽数还可以为其它值。

如图4-5和图8所示，控制组件40主要包括电机电路板42、电源处理模块44和电机驱动模块46。

图8所示实施例中，电源处理模块44和电机驱动模块46均设置于电机电路板42上，电机电路板42位于电机100的外壳10的第二安装空间15内。电源处理模块44包括EMI模块442和AC-DC转换模块444，EMI模块442串联于外部电源与AC-DC转换模块444之间，其中EMI模块442用于屏蔽电磁干扰，AC-DC转换模块444用于将AC电流转换为DC电流。电机驱动模块46包括DC-DC模块462、电机MCU 464以及逆变器466，其中，DC-DC模块462串联于AC-DC转换模块444与电机MCU 464之间，降低电压为电机MCU 464供电；逆变器466的输入端分别与AC-DC转换模块444、电机MCU 464连接，输出端与电机100连接。

电机驱动模块46可以与食物处理器的主控电路板相连，主控电路板是整个食物处理器的控制单元，设置于电机100的外壳10之外。主控电路板与电机MCU 464通过电缆或无线方式进行通讯，电机MCU 464根据主控电路板的指令控制电机100的运行，如进行电机100的启动、停止、速度调节、正转、反转等操作来处理相应食材，主控电路板还根据电机MCU464的反馈协调整个设备的运行。

一并参阅图2、5及图8，电机电路板42与内端盖14间隔设置，电机电路板42布置有众多电子元件，如布置有电源处理模块44和电机驱动模块46的一侧朝向外端盖16，确保热量能顺利地朝向外端盖16散发。较佳地，外端盖16由导热性能良好的材料，如铝或铝合金等制成。更佳地，外端盖16的外壁面形成有若干翅片160，加大外端盖16与周围空气的热交换面积，使得控制组件40的热量能够通过外端盖16尽快地向外散发。Hall传感器49设置于电机电路板42朝向内端盖14的一侧并正对感应磁块29，以准确地感测转子组件20的位置并将信号反馈至电机MCU 464，控制电机100的运行。

出于结构空间的和成本上的考虑，在其它实施例中，如图9所示，可以仅将电机驱动模块46设置于电机100的外壳10内，如设置于电机电路板42上，将电源处理模块44设置于电机100的外壳10之外，如设置于食物处理器的主控电路板70上等，减少串扰；或者，如图10所示，也可以将电源处理模块44和电机驱动模块46均设置于电机100的外壳10之外，如均设置于食物处理器的主控电路板70上。在实际应用中，可以根据食物处理器的具体结构确定控制组件40的各个电子元件的安装位置以及连接方式等，如可以通过连接器及线缆等实现电子元件之间的电连接及通讯等，也可以采用无线方式确保电子元件间的通讯。另外，其他实施方式中，所述DC-DC模块462也可以置于所述电源处理模块44内，如集成于AD-DC转换模块444内，而不设于电机驱动模块46内。

本实用新型食物处理器采用三相无刷直流电机作为驱动，可以有效改善开关磁阻电机旋转时转矩脉动大、振动噪声大的缺点，满足人们对于噪声日益严苛的要求，整体上结构紧凑、尺寸可控、运行平稳且高效。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种电机，用于食物处理器，所述电机为三相电机，包括定子组件和相对所述定子组件转动的转子组件，其特征在于，所述定子组件包括定子铁芯以及绕设于所述定子铁芯上的线圈；所述转子组件包括转轴、套设于所述转轴上的转子铁芯以及插接于所述转子铁芯中的若干永磁铁，所述转子铁芯形成有若干插接槽，每一插接槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述若干永磁铁插入至所述插接槽内并环绕所述转轴呈辐射状分布。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机的定子铁芯的外径为100～150mm，所述转子组件的磁极数为8、10、12、14或16，所述永磁铁为磁能积范围在3.8～4.9MGOe、剩磁范围在3900～4400Gs，矫顽力范围在250～320kA/m的铁氧体。

3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转轴的侧端通过一套环连接有与霍尔元件配合的感应磁块，所述套环的一端与所述转轴的侧端过盈配合、另一端与所述感应磁块过盈配合，或者所述感应磁块粘接于所述套环的另一端。

4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯在相邻的两个所述永磁铁的中央位置设置有通槽，每相邻的两个所述永磁铁之间的通槽为两个且形状不同。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，其中一所述通槽的横截面为方形且其长度方向顺延所述转子铁芯的周向，另一所述通槽的横截面为跑道形且其长度方向顺延所述转子铁芯的径向。

6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述横截面为方形的通槽设置于所述横截面为跑道形的通槽的径向外侧，所述横截面为方形的通槽的横截面面积小于所述横截面为跑道形的通槽的横截面面积。

7.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子还包括一体包覆所述转子铁芯和永磁体的塑胶架，所述塑胶架的轴向的外边缘位置处设置若干平衡孔，用于插接平衡销对所述转子做平衡。

8.如权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括感应所述线圈温度的热保护器。

9.如权利要求1-8任一项所述的电机，其特征在于，还包括收容所述定子组件和转子组件的外壳，所述外壳包括壳体和盖设于所述壳体上的内端盖，所述壳体的中央内凹形成第一轴承座，所述内端盖的中央形成第二轴承座，所述第一轴承座和第二轴承座内分别设置一轴承支撑所述转轴，所述转轴的一端穿过所述壳体并与一驱动件连接。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述壳体和内端盖的外壁面形成有若干凸耳，所述凸耳上设置有通孔用于供螺钉穿过将所述壳体和内端盖固定；所述凸耳外套设有弹性保护套，所述保护套内设置有对应螺钉的避让孔。

11.一种食物处理器，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的电机及由该电机驱动的用以处理食物的刀片。

12.如权利要求11所述的食物处理器，其特征在于，还包括电机控制组件，所述控制组件包括电源处理模块和电机驱动模块，所述电源处理模块包括EMI模块和AC-DC转换模块，所述电机驱动模块包括DC-DC转换模块、电机MCU以及逆变器，所述DC-DC转换模块连接于所述AC-DC转换模块和电机MCU之间，所述逆变器的输入端分别与所述AC-DC转换模块和电机MCU连接、输出端与所述电机的线圈连接，所述电机MCU与所述食物处理器的主控电路板上的主控制器连接。

13.如权利要求12所述的食物处理器，其特征在于，所述电机还包括收容所述定子和转子的外壳以及设置于所述外壳内的电机电路板，所述电机电路板与所述定子的线圈电性连接，所述电源处理模块和电机驱动模块均位于所述电机的外壳内并设置于所述电机电路板上；或者，所述电机驱动模块位于所述电机的外壳内并设置于所述电机电路板上，所述电源处理模块位于所述电机的外壳之外；或者，所述电源处理模块和电机驱动模块均位于所述电机的外壳之外并设置于所述主控电路板上。

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