阅读说明：本技术 风机 (Fan blower ) 是由 吴迪 武谷雨 陈金涛 龚黎明 诸自强 于 2018-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种风机,包括：电机、第一转轴、第二转轴、第一扇片和第二扇片,电机包括定子、第一转子和第二转子,定子、第一转子以及第二转子相互嵌套且可相互旋转,第一转子和第二转子相互独立旋转,定子包括定子铁芯及绕制在定子铁芯上的定子绕组,第一转子和第二转子分别用于驱动安装有第一扇片的第一转轴和安装有第二扇片的第二转轴同轴心旋转；特别地,第一转子为磁阻转子,第二转子为永磁转子,且定子、磁阻转子以及永磁转子依次由内向外或由外向内嵌套。本发明提供的风机,采用无机械差速、无离合的方式实现了双轴双动力旋转,系统集成度高、功率密度大、能耗低、可靠性高、噪音小。(The invention provides a fan, comprising: the motor comprises a stator, a first rotor and a second rotor, the stator, the first rotor and the second rotor are mutually nested and can mutually rotate, the first rotor and the second rotor mutually independently rotate, the stator comprises a stator core and a stator winding wound on the stator core, and the first rotor and the second rotor are respectively used for driving the first rotating shaft provided with the first fan and the second rotating shaft provided with the second fan to coaxially rotate; particularly, the first rotor is a reluctance rotor, the second rotor is a permanent magnet rotor, and the stator, the reluctance rotor and the permanent magnet rotor are sequentially nested from inside to outside or from outside to inside. The fan provided by the invention realizes double-shaft double-power rotation by adopting a mode without mechanical differential and clutch, and has the advantages of high system integration level, high power density, low energy consumption, high reliability and low noise.)

风机

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种风机。

背景技术

相关技术中的风机常用于风机盘管、空调、暖风机、散热风扇、离心机、风力发电、抽油烟机、鼓风机、空气净化器等，其结构包括扇叶和电机，在使用过程中发现如下缺点：现有风机中的双轴技术事实上是由单个电机的轴伸出两端形成两侧轴，但单个电机仅能驱动扇叶同转速或同种方向旋转，无法实现真正意义上的双轴双动力或双自由度控制；现有风机中的双动力或多动力技术事实上是由两个或更多电机的通过轴向串联输出双转速或多转速，增加了电机的轴向长度、重量和成本；对某些应用场合的风机的单个扇叶的转速要求达到1200rpm，对电机的性能要求较为严格，成本较高，电机长期处于高负荷工作状态，对其使用寿命、结构稳定会造成一定的损害。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题至少之一。

为此，本发明的目的在于，提供一种风机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种风机，包括：电机、第一转轴、第二转轴、第一扇片和第二扇片，所述电机包括定子、第一转子和第二转子，所述定子、所述第一转子以及所述第二转子相互嵌套且可相互旋转，且所述定子、所述第一转子和所述第二转子中每相邻的两个均以气隙间隔，所述第一转子和所述第二转子相互独立旋转，所述定子包括：定子铁芯和定子绕组，所述定子绕组绕制在所述定子铁芯上；所述第一转轴和第二转轴分别从所述电机的轴向两侧伸出，或者所述第二转轴穿过所述第一转轴的中部空心处伸出，所述第一转子和所述第二转子中的一个与所述第一转轴相对固定连接用于驱动所述第一转轴旋转，且所述第一转子和所述第二转子中的另一个与所述第二转轴相对固定连接用于驱动所述第二转轴旋转，所述第一转轴上安装所述第一扇片，所述第二转轴上安装所述第二扇片，所述第一转轴、所述第二转轴、所述第一扇片和所述第二扇片同轴心旋转。

本发明上述技术方案提供的风机，采用双转轴双动力旋转结构，第一转子和第二转子分别独立地驱动第一转轴和第二转轴旋转，第一转轴带动第一扇片旋转，第二转轴带动第二扇片旋转，第一扇片、第二扇片可以以不同或相同转速、不同或相同方向旋转，系统集成度高、功率密度大、能耗低、可靠性高、噪音小、电机重量和成本低，并且由于机械零部件的减少可靠性大大提升；同时，相较于现有的由单个电机的轴伸出两端形成两侧轴，但单个电机仅能驱动扇叶同转速或同种方向旋转的方案，可以实现两扇片以不同转速和/或不同旋转方向旋转，从而实现真正意义上的双轴双动力或双自由度控制；并且相较于单扇片采用双扇片可以降低对扇片转速的要求，从而减轻电机的性能要求，同时电机处于相对低速情况下运转，对其使用寿命、结构稳定都有益处；同时相较于现有的由两个或更多的通过轴向串联输出双转速或多转速的方案，可以减小电机的轴向长度、重量和成本。

另外，本发明上述技术方案中提供的风机还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，所述第一转子为磁阻转子，所述第二转子为永磁转子，且所述定子、所述磁阻转子以及所述永磁转子依次由内向外或由外向内嵌套。

双轴双动力电机采用磁阻调制效应产生驱动转矩，转矩密度高于常规永磁电机，进一步增加了系统的功率密度，降低了能耗。

在上述技术方案中，优选地，所述定子包括一套定子绕组或两套定子绕组。

具体而言，可以利用一套定子绕组驱动磁阻转子和永磁转子相互独立旋转，也可以利用两套定子绕组分别驱动磁阻转子和永磁转子相互独立旋转；在定子包括两套定子绕组的情况下，两套定子绕组的相数可以相同也可以不同，由此，可以根据实际需要选择两套定子绕组的相数，提高定子的实用性。

在上述技术方案中，优选地，所述定子铁芯包括定子机壳，所述定子机壳套设在所述定子铁芯的外侧。

定子机壳可以对定子铁芯起到保护和绝缘的效果，从而提高双轴双动力电机运行过程中的安全性和可靠性。

在上述技术方案中，优选地，所述磁阻转子包括导磁的磁阻铁芯和非导磁的间隔块，所述磁阻铁芯和所述间隔块交替布置呈环形。

由此，可以简化磁阻转子的结构，便于磁阻转子的加工制造。

在上述技术方案中，优选地，所述永磁转子包括永磁铁芯和磁钢，所述磁钢包括沿所述永磁铁芯的周向间隔布置的多个，且相邻的两个所述磁钢极性相反。

由此，有利于实现永磁转子与定子通过电磁感应实现永磁转子的旋转。

在上述技术方案中，优选地，所述定子包括一套定子绕组，所述磁阻转子包括导磁的磁阻铁芯和非导磁的间隔块，所述磁阻铁芯和所述间隔块交替布置呈环形，所述磁阻铁芯的数量为p_r，所述定子绕组的绕组跨距为y_1s，并形成极对数为p_s旋转磁场，所述永磁转子形成极对数为p_f的永磁磁场，其中：p_r＝|p_s±p_f|；p_f≠p_s。

在上述技术方案中，优选地，所述定子绕组的电流注入频率满足：ω_s＝p_rΩ_r-p_fΩ_f，其中ω_s为定子绕组的控制频率，Ω_r和Ω_f分别为磁阻转子和永磁转子的机械转速；所述定子绕组的电流注入相角满足：θ_s＝-p_rθ_r+p_fθ_f，其中θ_s为定子绕组的注入电流轴线的相角，θ_f和θ_r分别为永磁转子和磁阻转子与d轴对齐位置的机械角度差。

在上述技术方案中，优选地，所述定子包括两套定子绕组，所述磁阻转子包括导磁的磁阻铁芯和非导磁的间隔块，所述磁阻铁芯和所述间隔块交替布置呈环形，所述磁阻铁芯的数量为p_r，所述两套定子绕组的绕组跨距分别为y_1s和y_1ad，并分别形成极对数为p_s和p_ad的旋转磁场，所述永磁转子形成极对数为p_f的永磁磁场，其中：p_r＝|p_s±p_f|；p_ad＝p_f≠p_s；y_1s≠y_1ad。

在上述技术方案中，优选地，所述两套定子绕组的电流注入频率分别满足：ω_s＝p_rΩ_r-p_fΩ_f；ω_ad＝p_fΩ_f，其中ω_s和ω_ad分别为两套绕组的控制频率，Ω_r和Ω_f分别为磁阻转子和永磁转子的机械转速；所述两套定子绕组的电流注入相角分别满足：θ_s＝-p_rθ_r+p_fθ_f；θ_ad＝-p_fθ_f，其中θ_s和θ_ad分别为两套绕组的注入电流轴线的相角，θ_f和θ_r分别为永磁转子和磁阻转子与d轴对齐位置的机械角度差。

在上述技术方案中，优选地，所述定子设于所述第一转子和所述第二转子之间，所述定子包括两套定子绕组，所述两套定子绕组均绕制在所述定子铁芯上，且所述两套定子绕组分别与所述第一转子和所述第二转子对应以分别独立地驱动所述第一转子和所述第二转子旋转。

利用两套定子绕组分别独立地驱动第一转子和第二转子旋转，从而实现与第一转子相对固定连接的第一转轴和与第二转子相对固定连接的第二转轴独立旋转，从而实现第一扇片、第二扇片可以以不同或相同转速、不同或相同方向旋转。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一扇片和所述第二扇片均包括至少一个扇叶；或所述第一扇片和/或所述第二扇片为风罩或者风筒或者叶轮。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明第一个实施例的风机的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的风机的电机的结构示意图；

图3是本发明第二个实施例的风机的结构示意图；

图4是本发明第三个实施例的风机的结构示意图；

图5是本发明第四个实施例的风机的结构示意图；

图6是本发明一个实施例的风机的双轴双动力电机的结构示意图。

其中，图1至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

风机1；

第一扇片11，第二扇片12，第一转轴13，第二转轴14；

电机10，定子101，第一转子102，第二转子103；

定子铁芯1011，定子绕组1012；

双轴双动力电机21，定子211，磁阻转子212，永磁转子213；

定子铁芯2111，定子绕组2112，定子机壳2113，磁阻铁芯2121，间隔块2122，磁钢2131，永磁铁芯2132；

第一传动轴31，第二传动轴32。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述的风机。

如图1至图6所示，根据本发明的一些实施例提供的一种风机1，包括：电机(如图1和图2中的电机10、如图3至图6中的双轴双动力电机21)、第一扇片11、第二扇片12、第一转轴13、第二转轴14。

具体地，电机包括定子(如图1和图2中的定子101、如图3至图6中的定子211)、第一转子(如图1和图2中的第一转子102、如图3至图6中的磁阻转子212)和第二转子(如图1和图2中的第二转子103、如图3至图6中的永磁转子213)，定子、第一转子以及第二转子相互嵌套且可相互旋转，且定子、第一转子和第二转子中每相邻的两个均以气隙间隔，定子包括：定子铁芯和定子绕组，定子绕组绕制在定子铁芯上，第一转轴13和第二转轴14分别从电机的轴向两侧伸出，或者第二转轴14穿过第一转轴13的中部空心处伸出，第一转子和第二转子中的一个与第一转轴13相对固定连接用于驱动第一转轴13旋转，且第一转子和第二转子中的另一个与第二转轴14相对固定连接用于驱动第二转轴14旋转，第一转轴13上安装第一扇片11，第二转轴14上安装第二扇片12，第一转轴13、第二转轴14、第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

在本发明的一些实施例中，如图3至图6所示，电机10为双轴双动力电机21，双轴双动力电机21包括呈环形的定子211、磁阻转子212和永磁转子213，定子211、磁阻转子212以及永磁转子213依次由内向外或由外向内嵌套(即电机的第一转子为磁阻转子212，第二转子为永磁转子213，定子、第一转子以及第二转子依次由内向外或由外向内嵌套)，也就是说，磁阻转子212始终位于定子211和永磁转子213之间，定子211可以位于磁阻转子212外侧且永磁转子213位于磁阻转子212内侧，或定子211位于磁阻转子212内侧且永磁转子213位于磁阻转子212外侧；且定子211、磁阻转子212以及永磁转子213可相互旋转，定子211、磁阻转子212和永磁转子213中每相邻的两个均以气隙间隔，换言之，定子211和磁阻转子212之间具有气隙间隔开，且磁阻转子212和永磁转子213之间也有气隙间隔开，以保证定子211、磁阻转子212以及永磁转子213之间的旋转独立性。

进一步地，如图3所示，定子211包括：定子铁芯2111和定子绕组2112，其中，定子铁芯由高导磁材料构成，定子绕组2112绕制在定子铁芯上，如图1和图2所示，磁阻转子212和永磁转子213中的一个与第一转轴13相对固定连接用于驱动第一转轴13旋转，且磁阻转子212和永磁转子213中的另一个与第二转轴14相对固定连接用于驱动第二转轴14旋转；且第一转轴13和第二转轴14分别从双轴双动力电机21的轴向两侧伸出，或者第二转轴14穿过第一转轴13的中部空心处伸出，第一转轴13上安装第一扇片11，第二转轴14上安装第二扇片12，且磁阻转子212和永磁转子213分别独立地驱动第一转轴13和第二转轴14旋转，从而实现第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

也就是说，当磁阻转子212通过第一传动轴31(或第二传动轴34)固定连接第一转轴13并驱动第一转轴13旋转，进而驱动第一扇片11旋转，永磁转子213则通过第二传动轴34(或第一传动轴31)固定连接第二转轴14并驱动第二转轴14旋转，进而驱动第二扇片12旋转，第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转；当磁阻转子212通过第一传动轴31(或第二传动轴34)固定连接第二转轴14并驱动第二转轴14旋转，进而驱动第二扇片12旋转，永磁转子213则通过第二传动轴34(或第一传动轴31)固定连接第一转轴13并驱动第一转轴13旋转，进而驱动第一扇片11旋转，第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

一个具体实施例中，如图3所示，第一扇片11和第二扇片12位于双轴双动力电机21的同侧，且第二转轴14穿过第一转轴13的中部空心处伸出，定子211位于磁阻转子212的内侧，定子211、磁阻转子212和永磁转子213依次由内向外嵌套，磁阻转子212通过第二传动轴32固定连接第二转轴14并驱动第二转轴14旋转，进而驱动第二扇片12旋转，永磁转子213则通过第一传动轴31固定连接第一转轴13并驱动第一转轴13旋转，进而驱动第一扇片11旋转，第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

当然，对于第一扇片11和第二扇片12位于双轴双动力电机21的同侧，且第二转轴14穿过第一转轴13的中部空心处伸出的方案，也可以设置定子211位于磁阻转子212的外侧，定子211、磁阻转子212和永磁转子213依次由外向内嵌套，且磁阻转子212和永磁转子213中的一个与第一转轴13相对固定连接用于驱动第一转轴13旋转，且磁阻转子212和永磁转子213中的另一个与第二转轴14相对固定连接用于驱动第二转轴14旋转。

另一个具体实施例中，如图4所示，第一转轴13和第二转轴14分别从双轴双动力电机21的轴向两侧伸出，且定子211位于磁阻转子212的外侧，定子211、磁阻转子212和永磁转子213依次由外向内嵌套，磁阻转子212通过第一传动轴31固定连接第二转轴14并驱动第二转轴14旋转，进而驱动第二扇片12旋转，永磁转子213直接固定连接第一转轴13并驱动第一转轴13旋转，进而驱动第一扇片11旋转，第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

又一个具体实施例中，如图5所示，第一转轴13和第二转轴14分别从双轴双动力电机21的轴向两侧伸出，且定子211位于磁阻转子212的内侧，定子211、磁阻转子212和永磁转子213依次由内向外嵌套，磁阻转子212通过第一传动轴31固定连接第一转轴13并驱动第一转轴13旋转，进而驱动第一扇片11旋转，永磁转子213通过第二传动轴32固定连接第二转轴14并驱动第二转轴14旋转，进而驱动第二扇片12旋转，第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

根据本发明的风机1，采用无机械差速、无离合的方式实现了双动力粉碎食物，系统集成度高、能耗低，并且由于机械零部件的减少，可靠性大大提升。此外，双轴双动力电机21采用磁阻调制效应产生驱动转矩，转矩密度高于常规永磁电机，进一步增加了系统的功率密度，降低了能耗。

进一步地，定子211可以包括一套定子绕组2112或两套定子绕组2112。

具体地，两套定子绕组2112的相数相同或者不同，由此，可以根据实际需要选择两套定子绕组2112的相数，提高定子211的实用性。

有利地，如图6所示，当定子211位于磁阻转子212的外侧时，定子铁芯2111包括定子机壳2113，定子机壳2113套设在定子铁芯2111的外侧，定子机壳2113可以对定子铁芯2111起到保护和绝缘的效果，从而提高双轴双动力电机21运行过程中的安全性和可靠性。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，磁阻转子212包括导磁的磁阻铁芯2121和非导磁的间隔块2122，磁阻铁芯2121和间隔块2122交替布置呈环形，由此，可以简化磁阻转子212的结构，便于加工制造。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，永磁转子213包括永磁铁芯2132和磁钢2131，其中磁钢2131可以包括多个，多个磁钢2131沿永磁铁芯2132的周向间隔布置，且相邻的两个磁钢2131极性相反，由此，有利于实现永磁转子213与定子211通过电磁感应实现永磁转子213的旋转。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，定子211包括一套定子绕组2112，磁阻转子212包括导磁的磁阻铁芯2121和非导磁的间隔块2122，磁阻铁芯2121和间隔块2122交替布置呈环形，磁阻铁芯2121的数量为p_r，定子绕组2112的绕组跨距为y_1s，并形成极对数为p_s旋转磁场，永磁转子213形成极对数为p_f的永磁磁场，其中：p_r＝|p_s±p_f|；p_f≠p_s。

进一步地，定子绕组2112的电流注入频率满足：ω_s＝p_rΩ_r-p_fΩ_f，其中ω_s为定子绕组2112的控制频率，Ω_r和Ω_f分别为磁阻转子212和永磁转子213的机械转速，定子绕组2112的电流注入相角满足：θ_s＝-p_rθ_r+p_fθ_f，其中θ_s为定子绕组2112的注入电流轴线的相角，θ_f和θ_r分别为永磁转子213和磁阻转子212与d轴对齐位置的机械角度差。

在本发明的另一些实施例中，定子211包括两套定子绕组2112，分别记为第一绕组和第二绕组，磁阻转子212包括导磁的磁阻铁芯2121和非导磁的间隔块2122，磁阻铁芯2121和间隔块2122交替布置呈环形，磁阻铁芯2121的数量为p_r，第一定子绕组的绕组跨距为y_1s，并形成极对数为p_s的旋转磁场，第二定子绕组的绕组跨距为y_1ad，并形成极对数为p_ad的旋转磁场，永磁转子213形成极对数为p_f的永磁磁场，其中：p_r＝|p_s±p_f|；p_ad＝p_f≠p_s；y_1s≠y_1ad。

进一步地，第一绕组和第二绕组的电流注入频率分别满足：ω_s＝p_rΩ_r-p_fΩ_f；ω_ad＝p_fΩ_f，其中ω_s和ω_ad分别为第一绕组和第二绕组的控制频率，Ω_r和Ω_f分别为磁阻转子212和永磁转子213的机械转速；第一绕组和第二绕组的电流注入相角分别满足：θ_s＝-p_rθ_r+p_fθ_f；θ_ad＝-p_fθ_f，其中θ_s和θ_ad分别为第一绕组和第二绕组的注入电流轴线的相角，θ_f和θ_r分别为永磁转子213和磁阻转子212与d轴对齐位置的机械角度差，由此，有利于实现磁阻转子212和永磁转子213的解耦控制。

在本发明的另一些实施例中，如图1和图2所示，电机10包括定子101、第一转子102和第二转子103，定子101、第一转子102以及第二转子103相互嵌套且可相互旋转，且定子101、第一转子102和第二转子103中每相邻的两个均以气隙间隔，定子101包括：定子铁芯1011和定子绕组1012，定子绕组1012绕制在定子铁芯1011上，第一转轴13和第二转轴14分别从电机10的轴向两侧伸出，或者第二转轴14穿过第一转轴13的中部空心处伸出，第一转子102和第二转子103中的一个与第一转轴13相对固定连接用于驱动第一转轴13旋转，且第一转子102和第二转子103中的另一个与第二转轴14相对固定连接用于驱动第二转轴14旋转，第一转轴13上安装第一扇片11，第二转轴14上安装第二扇片12，第一转轴13、第二转轴14、第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

一个具体实施例中，如图1和图2所示，定子101设于第一转子102和第二转子103之间，定子101包括定子铁芯1011和两套定子绕组1012，两套定子绕组1012均绕制在定子铁芯1011上，且两套定子绕组1012分别与第一转子102和第二转子103对应以分别独立地驱动第一转子102和第二转子103旋转。

利用两套定子绕组1012分别独立地驱动第一转子102和第二转子103旋转，从而实现与第一转子102相对固定连接的第一转轴13和与第二转子103相对固定连接的第二转轴14独立旋转，从而实现第一扇片11、第二扇片12可以以不同或相同转速、不同或相同方向旋转。

一个具体实施例中，如图1所示，第一转轴13和第二转轴14分别从电机10的轴向两侧伸出，且定子101位于第一转子102和第二转子103之间，第一转子102、定子101、第二转子103依次由内向外嵌套，第一转子102通过直接固定连接第一转轴13并驱动第一转轴13旋转，进而驱动第一扇片11旋转，第二转子103通过第一传动轴31固定连接第二转轴14并驱动第二转轴14旋转，进而驱动第二扇片12旋转，第一扇片11和第二扇片12同轴心旋转。

在本发明的一些实施例中，第一扇片11和第二扇片12均包括至少一个扇叶；或第一扇片11和/或第二扇片12为风罩或者风筒或者叶轮。

本发明的风机1采用双转轴双动力旋转结构，第一转轴13带动第一扇片11旋转，第二转轴14带动第二扇片12旋转，第一扇片11、第二扇片12可以以不同或相同转速、不同或相同方向旋转，系统集成度高、功率密度大、能耗低、可靠性高、噪音小、电机重量和成本低。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。