CN105099010B - 一种定子结构以及应用该定子结构的线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定子结构以及应用该定子结构的线性压缩机，至少一个内圈定子和至少一个外圈定子，所述内圈定子设置于外圈定子的内部，所述外圈定子中设置有线圈。所述内圈定子包括至少一个内圈定子组，所述内圈定子组由至少一个片状的内圈体叠加而成，所述内圈定子组组成中空的内筒结构。所述内圈定子的中空的内筒结构的内壁上具有至少一圈凹槽。所述内圈定子的中空的内筒结构的内部沿着凹槽设置有定位圈。本发明提供的定子结构可以使叠加而成的定子之间的间隙大为降低，极大的减少了磁通径向方向的漏失，获得极高的电机效率。可本发明还以使整个电机合理布局，且可靠性高。

Description

一种定子结构以及应用该定子结构的线性压缩机

技术领域

本发明涉及一种定子结构以及应用该定子结构的线性压缩机。

背景技术

线性压缩机将制冷剂气体吸入至气缸中，并通过利用线性电机的线性驱动力使活塞在气缸内进行线性往复运动来压缩流体，继而排出压缩状态的流体。现有的线性压缩机的结构如图1所示，包括直线电机、动子部件、驱动活塞，且在汽缸空间内压缩冷媒。所述直线电机的结构是轴对称结构，由内定子、外定子、线圈及环形永久磁铁环组成，所述内外定子由多个硅钢片叠加而成。所述线圈环形绕制且被包围在内定子里面，当电流通过线圈时所产生的磁场和永久磁铁环磁场相互作用，产生电磁力。整个线性压缩机的工作原理为：线圈在工频交流电压下于铁芯中产生交变磁场，该交变磁场驱动永磁体往复振动，永磁体通过动子带动活塞往复运动，完成压缩机的吸气、压缩、排气等过程,因而使制冷剂压缩。

现有技术中直线电机的具体结构如图1、图2以及图3所示。由于线性压缩机的电机结构决定了其叠加的硅钢片和现有电机是不同的，内外定子由硅钢片1采用轴向冲片、环向叠成，并且叠加而成的内外定子中需要内置电机线圈2，由于需要放置较大体积的线圈2和绕线骨架3，这样将导致硅钢片1叠加困难，且很难叠加成圆筒形结构。同时定子易产生松动，使硅钢片容易由绕线骨架上脱落或者伸出导致干涉运动的动子部件，造成压缩机的损坏，极大的干扰生产效率和生产的稳定性。另外，由于径向弧长的变化，现有直线电机并不是完全圆筒形的铁芯，而是采用多组叠加的硅钢片组拼凑成的，如图2所示，叠加好的硅钢片组如图2分为8组，由于该图为俯视图，即上下各有8组，每组之间都有很大间隙，造成存在很大的磁场泄露。上下每组之间的连接处也有间隙4，也会有存在很大的磁场泄露，磁场泄露会使电机的效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种定子结构以及应用该定子结构的线性压缩机，解决了现有直线压缩机漏磁的问题，并可以大幅提高电机生产的稳定性。

本发明提供一种定子结构一种定子结构，包括至少一个内圈定子和至少一个外圈定子，所述内圈定子设置于外圈定子的内部，所述外圈定子中设置有线圈。

所述内圈定子包括至少一个内圈定子组，所述内圈定子组由至少一个内圈体叠加而成，所述内圈定子组形成有中空的内筒结构；所述外圈定子包括由多个外圈体围绕形成的外圈定子组，所述外圈定子组形成有中空的外筒结构。

所述内圈定子的中空的内筒结构的内壁上具有至少一圈凹槽；所述内圈定子的中空的内筒结构的内部沿着所述凹槽设置有定位圈。

沿着圆周方向的所述内圈定子组之间具有间隙，所述间隙中插入有杆件。

所述内圈定子组采用焊接、冲压或环氧树脂固化形成。

所述线圈通过绕线骨架设置于所述外圈定子中。

所述内圈体和外圈体的形状为片状或块状。

所述内圈体和外圈体的材质为导磁材料。

所述内圈体和外圈体的材质为硅钢。

本发明还提供一种所述定子结构的线性压缩机，所述线性压缩机的内定子和/或外定子采用所述定子结构。

本发明具有的优点在于：

本发明提供的定子结构可以使叠加而成的定子之间的间隙大为降低，极大的减少了磁通径向方向的漏失，获得极高的电机效率。可本发明还以使整个电机合理布局，且可靠性高。

附图说明

图1是现有线性压缩机的整体结构图；

图2是现有线性压缩机中外定子和线圈的俯视图；

图3是现有线性压缩机中叠加的硅钢片的结构示意图；

图4是本发明提供的定子结构的示意图；

图5是本发明中内圈定子的内圈定子组结构示意图；

图6是本发明中内圈定子的结构示意图；

图7是本发明中内圈定子和外圈定子的组合立体图；

图8是本发明中内圈定子和外圈定子的顶视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明提供一种定子结构以及应用该定子结构的线性压缩机，该定子结构可以使叠加而成的定子之间的间隙大为降低，极大的减少了磁通径向方向的漏失，获得极高的电机效率，适用于线性压缩机的内外定子。

本实施例提供的定子结构如图4-图8所示，所述定子包括外圈定子和内圈定子，所述外圈定子设置于内圈定子的外部，可以将其组成沿着径向方向切断分成内外同轴的两个部分。

所述内圈定子为由多个围绕成一圈的内圈定子组6构成，每个内圈定子组6均由至少一个内圈体叠加而成，如可以选择由多个无缝的长条形片状的内圈硅钢片1-1叠加而成，形成具有一定弧长的内圈硅钢片组，（如图8所示，每个片状的内圈硅钢片的表面彼此无间隙的相贴合，并使处于内侧的一端沿着弧形设计，进而围设成具有一定长度的弧形的内圈硅钢片组）然后多个内圈定子组6围绕一圈组成中空环形的内筒结构，即形成内圈定子。同时，所述内圈定子的内壁面还具有沿所述内筒结构的内壁形成的圆形凹槽5，该凹槽5的形成可以通过在每个硅钢片的处于内筒结构内壁的长度方向的侧边设计凹槽来完成，并可以在接近内筒结构的上下两端面的内壁处分别形成一个或多个凹槽，以方便后期内圈定子与外圈定子之间的安装、固定。

所述外圈定子包括由多个围绕成一圈的外圈体组成外圈定子组7，该外圈体可以选择外圈硅钢片1-2，该外圈定子围绕成一圈的设计方法就是多个外圈硅钢片1-2沿着圆周方向发散的围设成一圈，因此相邻的两个外圈硅钢片1-2彼此之间缝隙均相同，与内圈定子的围设方式不相同，多个外圈硅钢片1-2并以线圈2为基体，通过缝隙可以方便将外圈定子组7设置于线圈2的外部，并通过线圈2支撑多个外圈定子组7形成中空环形的外筒结构。所述线圈2可以通过绕线骨架3设置于所述外圈定子中，也可以单独设置于所述外圈定子中。

所述内圈定子设置于该外圈定子的内部，当设置好后，使内筒结构处于外筒结构中，并通过在内圈定子的内部设置定位圈6，使该定位圈6卡合于内部凹槽5中，进而可以通过定位圈6的支撑将内圈定子支撑于外圈定子内部，同时还通过外圈定子中设置的线圈2的外部支撑，可以将内圈定子和外圈定子在内外支撑下达到稳定固定。

如图6所示，该定子包括内圈定子和外圈定子，所述内圈定子是由长条无缝的硅钢片叠加而成的，4个内圈定子组成环形的内筒结构。所述外圈定子是由硅钢片采用轴向冲片、环向叠成，但是通过内置圆筒形内圈定子，使得外圈定子的环形外筒结构径向弧长的变化很小, 使得外圈定子比较紧密。

如果仅简单的将内圈定子设置于外圈定子内部，由于内圈定子是松散的多个内圈定子组6构成，设置于外圈定子中后，无法保证其硅钢片的稳定，但本发明中将定位圈内置于内圈定子的内部凹槽5，进而可以通过定位圈的支撑，便于将内圈定子支撑于外圈定子中，同时还可以将外圈定子固定。所述定位圈6宜选择弹性圈，例如弹性圈等，沿内圈定子的内部沿着轴向设置两个定位圈6，利用其张力可以有效将内圈定子支撑外扩，内圈定子同时也均匀对外圈定子形成压力，使外圈定子也均匀外扩，但是外圈定子是定位在线圈2上的，因而线圈2可以限制外圈定子的外扩程度，可以使外圈定子形成比较紧密的圆筒形的铁芯。因而通过内外的定位圈6和线圈2，可以使内圈和外圈紧密的组成为一体，并降低外圈定子的磁漏。

本发明的定子是采用轴向冲片、环向叠成的，具体的来讲，是通过环向叠加两个圆筒结构组合而成，即图中的内圈定子和外圈定子， 这样有效的解决了径向弧长的变化，当然，也可以沿着定子的径向设计将定子分割成为更多如三个或四个圆筒结构，依次内外同轴套设，即可以在内圈定子和外圈定子中间形成多个中间定子，该中间定子可以由多个长条形片状的中间硅钢片叠加形成中间定子组，然后通过多个中间定子组围设成为圆筒结构，设置于内圈定子与外圈定子之间，其结构与内圈定子组的结构相类似，当然，也可以直接将多个中间硅钢片直接围设成为圆筒结构，并可以根据实际需要在内圈定子和外圈定子之间设计一层或多层中间定子。

所述内圈定子的内圈体和外圈定子的外圈体可以是除硅钢以外的其他导磁材料制成的部件，不仅限制局限于硅钢这一种材质。同时，所述内圈定子的内圈体和外圈定子的形状也可以是除了片状以外的其他各种形状，如块状，不仅限制局限于片状这一种形状。

本发明还提供一种应用上述定子结构的线性压缩机，其中该线性压缩机的内定子和/或外定子采用该定子结构。

在内圈定子的内圈定子组6的制作工艺上，可以采用氩弧焊机器把多个单片内圈硅钢片叠加形成内圈定子组后，对齐凹槽后冲压或焊接为一起，形成一个内圈定子组。当然还可以采用环氧树脂固化成型固化的方式。所述内圈定子的多个内圈定子组围设为圆筒结构时，其相互之间形成有空隙9，如图8所示，可以用来插入螺栓，进而将电机结构固定到前法兰上。

本发明有效降低磁通泄露，并能够形成固定电机的空隙，提高电机效率高，且可靠性高。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种定子结构，其特征在于，包括至少一个内圈定子和至少一个外圈定子，所述内圈定子设置于外圈定子的内部，所述外圈定子中设置有线圈；所述内圈定子包括至少一个内圈定子组，所述内圈定子组由至少一个内圈体叠加而成，所述内圈定子组形成有中空的内筒结构；所述外圈定子包括由多个外圈体围绕形成的外圈定子组，所述外圈定子组形成有中空的外筒结构；所述内圈定子的中空的内筒结构的内壁上具有至少一圈凹槽；所述内圈定子的中空的内筒结构的内部沿着所述凹槽设置有定位圈；沿着圆周方向的所述内圈定子组之间具有间隙，所述间隙中插入有杆件；所述内圈定子组采用焊接、冲压或环氧树脂固化形成;

将定位圈内置于内圈定子的内部凹槽，内圈定子支撑于外圈定子中，同时还可以将外圈定子固定。

2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述线圈通过绕线骨架设置于所述外圈定子中。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的定子结构，其特征在于，所述内圈体和外圈体的形状为片状或块状。

4.根据权利要求3所述的定子结构，其特征在于，所述内圈体和外圈体的材质为导磁材料。

5.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述内圈体和外圈体的材质为硅钢。

6.一种应用权利要求1～2、4、5中任意一项所述定子结构的线性压缩机，其特征在于，所述线性压缩机的内定子和/或外定子采用所述定子结构。