CN106374720A - 直线电机和直线压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直线电机和直线压缩机。该直线电机包括机座(5)和滑动设置在机座(5)上的运动部件(6)，运动部件(6)的两端分别设置有第一磁体(1)和第二磁体(2)，机座(5)上分别设置有第三磁体(3)和第四磁体(4)，第一磁体(1)和第三磁体(3)相对设置，第二磁体(2)和第四磁体(4)相对设置，第一磁体(1)和第三磁体(3)的相对端极性相同，第二磁体(2)和第四磁体(4)的相对端极性相同。根据本发明的直线电机，结构简单，设计和加工成本低，装配难度低。

Description

直线电机和直线压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种直线电机和直线压缩机。

背景技术

振荡式直线电机依靠谐振弹簧储存和释放能量，当电机运行在谐振频率时，效率最高。将这种电机应用在压缩机上，就是直线压缩机。直线压缩机具有损耗低、效率高的特点。在直线电机和直线压缩机的开发过程中，谐振弹簧的设计和加工是至关重要的一个环节，谐振弹簧质量的好坏直接影响直线电机和直线压缩机的性能和寿命。

但谐振弹簧存在如下问题：

1、谐振弹簧设计难度大，设计成本高；

2、谐振弹簧的加工精度要求较高，因此加工难度和成本较高；

3、由于一台直线电机往往需要使用多个谐振弹簧，因此导致谐振弹簧的装配难度大，如果同心度不能满足要求，就容易产生侧向力，导致运动部件组件磨损，缩短运动部件组件的使用寿命。

发明内容

本发明实施例中提供一种直线电机和直线压缩机，结构简单，设计和加工成本低，装配难度低。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种直线电机，包括机座和滑动设置在机座上的运动部件，运动部件的两端分别设置有第一磁体和第二磁体，机座上分别设置有第三磁体和第四磁体，第一磁体和第三磁体相对设置，第二磁体和第四磁体相对设置，第一磁体和第三磁体的相对端极性相同，第二磁体和第四磁体的相对端极性相同。

作为优选，第三磁体和第四磁体通过支架固定设置在机座上。

作为优选，支架滑动设置在机座上，通过移动支架来改变第三磁体和第四磁体与第一磁体和第二磁体之间的距离。

作为优选，第三磁体可伸缩地设置在支架上。

作为优选，直线电机还包括定子，定子固定设置在机座上，运动部件滑动设置在定子上，且运动部件与定子的滑动配合部位填充有润滑油。

作为优选，第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体均为永磁体。

作为优选，第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体位于同一中心轴线上。

作为优选，第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体均为圆盘状。

作为优选，第一磁体的端面积大于第三磁体的端面积，第二磁体的端面积大于第四磁体的端面积。

根据本发明的另一方面，提供了一种直线压缩机，包括直线电机，该直线电机为上述的直线电机。

应用本发明的技术方案，直线电机包括机座和滑动设置在机座上的运动部件，运动部件的两端分别设置有第一磁体和第二磁体，机座上分别设置有第三磁体和第四磁体，第一磁体和第三磁体相对设置，第二磁体和第四磁体相对设置，第一磁体和第三磁体的相对端极性相同，第二磁体和第四磁体的相对端极性相同。在直线电机工作的过程中，由于第一磁体和第三磁体相对设置且极性相同，因此可以产生斥力，同理，第二磁体和第四磁体之间也可以产生斥力，当直线电机的运动部件向第三磁体运动时，第二磁体和第四磁体之间的距离增大，其斥力减小，第一磁体和第三磁体之间的距离减小，其斥力增大，运动部件受到磁体所带来的合力朝向第四磁体；当直线电机的运动部件向第四磁体运动时，第一磁体和第三磁体之间的距离增大，其斥力减小，第二磁体和第四磁体之间的距离减小，其斥力增大，运动部件受到磁体所带来的合力朝向第三磁体，从而能够将动能储存为磁能，然后将磁能转化为动能，实现运动部件的往复运动。在此过程中，由于无需谐振弹簧，且第一磁体和第三磁体之间不相接触，第二磁体和第四磁体之间不相接触，因此对加工精度的要求较低，可以降低设计难度和加工难度，降低加工成本，装配精度要求也较低，结构简单，工作可靠。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的直线电机的结构示意图。

附图标记说明：1、第一磁体；2、第二磁体；3、第三磁体；4、第四磁体；5、机座；6、运动部件；7、支架。

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详细描述，但不作为对本发明的限定。

参见图1所示，根据本发明的实施例，直线电机包括机座5和滑动设置在机座5上的运动部件6，运动部件6的两端分别设置有第一磁体1和第二磁体2，机座5上分别设置有第三磁体3和第四磁体4，第一磁体1和第三磁体3相对设置，第二磁体2和第四磁体4相对设置，第一磁体1和第三磁体3的相对端极性相同，第二磁体2和第四磁体4的相对端极性相同。

具体而言，在本实施例中，第一磁体1和第二磁体2固定安装在运动部件的两端，第一磁体1和第三磁体3之间的间距较小，第二磁体2和第四磁体4之间的间距较小，第一磁体1和第三磁体3的相对端都是N或S极，第二磁体2和第四磁体4的相对端都是N或S极，使得它们成对之间可以产生相互排斥的作用力。

第一磁体1、第二磁体2、第三磁体3和第四磁体4的数量均可以为多个，为了保证受力均衡，四个磁体应该成组设置，具体的设置位置和设置个数可以根据实际设计需要以及压缩机的结构进行灵活选择。

在直线电机工作的过程中，由于第一磁体1和第三磁体3相对设置且极性相同，因此可以产生斥力，同理，第二磁体2和第四磁体4之间也可以产生斥力，当直线电机的运动部件6向第三磁体3运动时，第二磁体2和第四磁体4之间的距离增大，其斥力减小，第一磁体1和第三磁体3之间的距离减小，其斥力增大，运动部件6受到磁体所带来的合力朝向第四磁体4；当直线电机的运动部件6向第四磁体4运动时，第一磁体1和第三磁体3之间的距离增大，其斥力减小，第二磁体2和第四磁体4之间的距离减小，其斥力增大，运动部件6受到磁体所带来的合力朝向第三磁体3。通过上述方式能够将动能储存为磁能，然后将磁能转化为动能，从而起到与谐振弹簧相同的作用，方便地实现运动部件6的往复运动。

在此过程中，由于无需谐振弹簧，且第一磁体1和第三磁体3之间不相接触，第二磁体2和第四磁体4之间不相接触，因此对加工精度的要求较低，可以降低设计难度和加工难度，降低加工成本，装配精度要求也较低，结构简单，工作可靠。

由于取消了谐振弹簧，也相应消除了通过谐振弹簧进行机械连接所带来的弊端，减少了能量损耗，提高了能量利用率。

此外，通过磁体产生斥力来形成往复运动作用力，中间无需连接件，可以有效节约空间，使得整体结构更加紧凑。

第三磁体3和第四磁体4通过支架7固定设置在机座5上，支架滑动设置在机座5上，可以通过移动支架来改变第三磁体和第四磁体与第一磁体和第二磁体之间的距离。基于加工和安装误差的原因，以及提高直线电机中第三磁体3和第四磁体4对运动部件安装的适应性，因此通过移动支架来改变第三磁体和第四磁体与第一磁体和第二磁体之间的距离，能够根据需要调整两者之间的间距，使得第三磁体和第四磁体与第一磁体和第二磁体之间的距离能够使运动部件的运动性能达到最优。

在进行支架位置调节时，机座5上可以设置有伸缩缸，第三磁体3所在的支架7固定设置在伸缩缸的伸缩端。通过控制伸缩缸的伸出度，可以方便地对第三磁体3和第四磁体4之间的间距进行调节。当然，该伸缩缸也可以通过其他的伸缩机构例如推杆或者螺杆等机构来实现。

第三磁体3也可以可伸缩地设置在支架7上，然后通过调节第三磁体3的伸出度来调整第三磁体3和第四磁体4之间的间距。

优选地，在本实施例中，直线电机还包括定子，定子固定设置在机座上，运动部件滑动设置在定子上，且运动部件与定子的滑动配合部位填充有润滑油。通过定子与运动部件6的滑动配合，可以保证运动部件6的运动方向准确，提高运动部件6的运动性能。由于两者之间的配合位置处填充有润滑油，因此可以实现两者滑动配合时的无损运动，延长定子和运动部件6的使用寿命。

优选地，第一磁体1、第二磁体2、第三磁体3和第四磁体4均为永磁体。永磁体的磁性较强，而且磁稳定性好，无需接入电源等，安全性能高，工作性能稳定可靠。当然，这些磁体也可以为电磁体，也是可以实现本发明的方案的。

优选地，第一磁体1、第二磁体2、第三磁体3和第四磁体4位于同一中心轴线上，能够保证相互之间的磁斥力不会跑偏，提高运动部件的受力均衡性，避免产生侧向力，有效保护运动部件。

第一磁体1、第二磁体2、第三磁体3和第四磁体4可以均为圆盘状，不仅可以便于加工，而且能够使成对的磁体之间具有更加平衡的磁斥作用力。当然，这些磁体也可以设计为矩形或者是椭圆形等其他形状的结构。

优选地，第一磁体1的端面积大于第三磁体3的端面积，第二磁体2的端面积大于第四磁体4的端面积，如此一来，即使运动部件在运动过程中发生局部跑偏，也可以保证运动部件6两端的受力基本保持一条直线，不会产生侧向分离，避免运动部件运动时由于受到侧向分力而发生磨损。

在设计分析时，可以将这四个永磁体等效成谐振弹簧，永磁体的大小、厚度、对应侧两组永磁体之间的静态距离等都需要根据所设计的电机性能指标进行相应调整，本技术领域的相关人员应该很容易理解，在这里将不做详细说明。

根据本发明的实施例，直线压缩机包括直线电机，该直线电机为上述的直线电机。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种直线电机，其特征在于，包括机座(5)和滑动设置在所述机座(5)上的运动部件(6)，所述运动部件(6)的两端分别设置有第一磁体(1)和第二磁体(2)，所述机座(5)上分别设置有第三磁体(3)和第四磁体(4)，所述第一磁体(1)和所述第三磁体(3)相对设置，所述第二磁体(2)和所述第四磁体(4)相对设置，所述第一磁体(1)和所述第三磁体(3)的相对端极性相同，所述第二磁体(2)和所述第四磁体(4)的相对端极性相同。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第三磁体(3)和所述第四磁体(4)通过支架(7)固定设置在所述机座(5)上。

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述支架(7)滑动设置在所述机座(5)上，通过所述移动支架(7)来改变所述第三磁体(3)和所述第四磁体(4)与所述第一磁体(1)和所述第二磁体(2)之间的距离。

4.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述第三磁体(3)可伸缩地设置在所述支架(7)上。

5.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述直线电机还包括定子，所述定子固定设置在所述机座(5)上，所述运动部件(6)滑动设置在所述定子上，且所述运动部件(6)与所述定子的滑动配合部位填充有润滑油。

6.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第一磁体(1)、所述第二磁体(2)、所述第三磁体(3)和所述第四磁体(4)均为永磁体。

7.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第一磁体(1)、所述第二磁体(2)、所述第三磁体(3)和所述第四磁体(4)位于同一中心轴线上。

8.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述第一磁体(1)、所述第二磁体(2)、所述第三磁体(3)和所述第四磁体(4)均为圆盘状。

9.根据权利要求8所述的直线电机，其特征在于，所述第一磁体(1)的端面积大于所述第三磁体(3)的端面积，所述第二磁体(2)的端面积大于所述第四磁体(4)的端面积。

10.一种直线压缩机，包括直线电机，其特征在于，所述直线电机为权利要求1至9中任一项所述的直线电机。