CN107013435B - 直线压缩机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直线压缩机及其控制方法。直线压缩机包括外壳、设于外壳内的压缩机本体结构与电机结构；所述压缩机本体结构包括气缸、活塞、共振弹簧、气缸设置排气阀片；电机结构包括动子、外定子及内定子；动子上间隔设有第一组永磁体与第二组永磁体，内定子为U形状，内定子上对应有第一组线圈与第二组线圈，所述外定子及内定子为一体式结构且在气缸侧形成包围结构而在动子侧形成动子插入间隙，共振弹簧安装在内定子与动子之间及动子与后挡板之间。本发明一组线圈通电工作时，另外一组线圈可通电也可不通电，避免因一组线圈结构电机通过提高电流值对应高负荷工况而引起电机效率下降、线圈发热、永磁体消磁的问题。

Description

直线压缩机及其控制方法

技术领域

本发明涉及直线压缩机制冷技术领域，特别是涉及一种直线压缩机及其控制方法。

背景技术

在制冷技术中，目前通常是采用直线压缩机进行制冷，但现有直线压缩机的电机结构普遍采用一组线圈，而一组线圈结构电机在应对高温环境工况时，一般是通过提高电流值以对应高负荷工况，这样就会引起电机效率下降、线圈发热、永磁体消磁的问题。

发明内容

本发明的目的是在于克服上述的缺陷而提供一种直线压缩机及其控制方法，该直线压缩机通过改变通电线圈组数目来应对制冷系统和压缩机所处的环境温度，避免因一组线圈结构电机通过提高电流值对应高负荷工况而引起电机效率下降、线圈发热、永磁体消磁的问题。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种直线压缩机，包括外壳、设于外壳内的压缩机本体结构与电机结构；所述压缩机本体结构包括气缸、在气缸的压缩腔内往复运动的活塞、共振弹簧、所述气缸设置排气阀片；所述电机结构包括与活塞连接的动子、外定子及内定子；在所述动子上间隔设有第一组永磁体与第二组永磁体，所述第一组永磁体与第二组永磁体位于所述内定子与外定子之间，所述内定子为U形状，对应所述第一组永磁体与第二组永磁体，所述内定子上对应设有第一组线圈与第二组线圈；所述第一组线圈与第二组线圈独立设置，所述外定子及内定子为一体式结构且在气缸侧形成包围结构而在动子侧形成用于所述动子插入的间隙，所述共振弹簧安装在所述内定子与动子之间以及动子与后挡板之间。

所述气缸通过形成压缩腔的筒状部穿插在所述内定子的内部，所述排气阀片的外侧设有气缸盖而将所述排气阀片盖住。

所述动子为“山”形结构从而在中部形成有气缸插入部，所述气缸插入部插装于所述气缸的压缩腔内与所述活塞连接。

在所述后挡板上固定有吸气消音器，所述吸气消音器的消音筒体伸入所述气缸插入部的内侧端封闭的内腔中。

所述外定子通过L 形状部与所述内定子连接在成一体。

本发明的目的还在于提供一种所述的直线压缩机控制方法，包括以下步骤：

当制冷系统处于低负荷工况工作时，所述直线压缩机的第一组线圈或第二组线圈通电；当制冷系统处于高负荷工况时，所述直线压缩机的第一组线圈或第二组线圈同时通电。

本发明的提供的直线压缩机在内定子上设置有两组线圈，动子上设置有两组永磁体，且两组线圈独立设置，其中一组线圈通电工作时，另外一组线圈可以通电也可不通电。通电后的线圈形成交变磁场，作用在安装于动子的永磁体上，永磁体引起动子运动并作用在活塞上，活塞在气缸内往复运动吸收、压缩制冷剂气体，被压缩的制冷剂气体经排气管进入制冷系统内。

在制冷系统处于低负荷工况工作时直线压缩机的其中一组线圈通电，所产生的电机力驱使动子牵引活塞往复运动，对制冷剂吸气、压缩并经排气管排入冷凝器内冷却，之后经节流阀的节流降压进入蒸发器，制冷剂在蒸发器内汽化吸收周围环境热量，从而达到制冷的效果。

制冷系统负荷提高时，直线压缩机第二组线圈通电，产生的电机力与第一组通电线圈产生的电机力叠加，压缩气体的电机力提高，从而实现了在不提高电流（或能耗）的情况下应对高负荷工况，避免了因一组线圈结构电机通过提高电流值对应高负荷工况而引起电机效率下降、线圈发热、永磁体消磁的问题。

本发明可以通过改变电机结构中两组线圈的通电方式，实现压缩机应对于不同环境负荷，保证压缩机以较高电机效率运行，降低了能耗；同时低电流运行压缩机，保证了压缩机的永磁体不发生消磁，线圈不发生烧坏，提高了压缩机的安全系数。

附图说明

图1是本发明的直线压缩机的内部结构剖面图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种直线压缩机，包括外壳（未示出）、设于外壳内的压缩机本体结构与电机结构；所述压缩机本体结构包括气缸11、在气缸的压缩腔内往复运动的活塞10、共振弹簧2、所述气缸设置排气阀片12；所述电机结构包括与活塞连接的动子3、外定子4及内定子5；在所述动子上间隔设有第一组永磁体6与第二组永磁体8，所述第一组永磁体与第二组永磁体位于所述内定子与外定子之间，所述内定子为U形状，对应所述第一组永磁体与第二组永磁体，所述内定子上对应间隔独立设置第一组线圈7与第二组线圈9；所述外定子及内定子为一体式结构且在气缸侧形成包围结构而在动子侧形成用于所述动子插入的间隙，所述共振弹簧安装在所述内定子与动子之间以及动子与后挡板1之间。

具体的，所述外定子、内定子分别为两个，对称布置；第一组线圈7与第二组线圈9也分别有两个线圈，且每组线圈的两个线圈是串联连接并分别安装在两个内定子上的两侧，即一个内定子有一个第一组线圈7与一个第二组线圈9，这样可以实现利用第一组线圈7与第二组线圈9分别独立通入交变电流后，产生交变磁场，使安装于动子上的永磁体在交变磁场作用下产生电机力，动子上的电机力牵引活塞在气缸内往复运动，并在气缸内完成吸气、压缩、排气的过程，活塞不断吸气、压缩、排气达到制冷的目的；也可以两组线圈同时通电，利用动子上的电机力牵引活塞在气缸内往复运动，并在气缸内完成吸气、压缩、排气的过程，活塞不断吸气、压缩、排气达到制冷的目的。

其中，由于所述第一组线圈与第二组线圈独立设置，独立控制通电或不通电，直线压缩机设置的两组线圈，用于制冷系统环境温度低时一组线圈通电，环境温度高时两组线圈同时通电。

本发明的直线压缩机的工作原理是，对安装于内定子的线圈通入交变电流后（电流为I）产生交变磁场，安装于动子上的永磁体在交变磁场作用下产生电机力（F=α*I，α为电机系数），动子上的电机力牵引活塞在气缸内往复运动，并在气缸内完成吸气、压缩、排气的过程，活塞不断吸气、压缩、排气达到制冷的目的。

本发明的压缩机在内定子上通过设置有两组线圈，动子上设置有两组永磁体。两组线圈独立设置，其中一组线圈通电工作时，另外一组线圈可以通电也可以不通电。

在压缩机处于低负荷工况工作时其中一组线圈通电，所产生的电机力（F1=α1*I，α为电机系数）驱使动子牵引活塞往复运动；制冷系统负荷提高、或压缩机周围环境负荷提高时，压缩机的排气压力升高，需要更大电机力驱使动子上的活塞压缩气体，此时第二组线圈通电，产生的电机力（F2=α2*I）与第一组线圈线圈的电机力叠加，压缩气体的电机力提高至两倍（F=F1+F2=α1*I+α2*I），从而实现了在不提高电流的情况下应对高负荷工况，避免了因一组线圈结构电机通过提高电流值对应高负荷工况，引起电机损失增加、线圈发热、永磁体消磁等，保证了电机效率、降低了永磁体发生消磁的机率，增加了电机的安全系数。

其中，所述气缸通过形成压缩腔的筒状部穿插在所述内定子的内部，所述排气阀片的外侧设有气缸盖而将所述排气阀片盖住。直线压缩机的气缸穿插于内定子上，一体式的内定子和外定子固定于气缸上，使得压缩机结构简单、组装方便，

其中，所述动子为“山”形结构从而在中部形成有气缸插入部，所述气缸插入部插装于所述气缸的压缩腔内与所述活塞连接。

其中，在所述后挡板上固定有吸气消音器15，所述吸气消音器的消音筒体伸入所述气缸插入部的内侧端封闭的内腔中。

其中，所述外定子通过L 形状部与所述内定子连接在成一体。这样避免了第一组线圈7磁场在内定子5和外定子4之间的泄漏，有利于电机效率的提高；另一方面通过将内定子固定于气缸时即可将外定子固定，节省了加工流程和装配流程。

本发明可以通过改变电机结构中两组线圈的通电方式，实现压缩机应对于不同环境负荷，保证压缩机以较高电机效率运行，降低了能耗；同时低电流运行压缩机，保证了压缩机的永磁体不发生消磁，线圈不发生烧坏，提高了压缩机的安全系数

本发明的目的还在于提供一种所述的直线压缩机控制方法，包括以下步骤：

当制冷系统处于低负荷工况工作时，所述直线压缩机的第一组线圈或第二组线圈通电；当制冷系统处于高负荷工况时，所述直线压缩机的第一组线圈或第二组线圈同时通电。

本发明的提供的直线压缩机在内定子上设置有两组线圈，动子上设置有两组永磁体，且两组线圈独立设置，其中一组线圈通电工作时，另外一组线圈可以通电也可不通电。通电后的线圈形成交变磁场，作用在安装于动子的永磁体上，永磁体引起动子运动并作用在活塞上，活塞在气缸内往复运动吸收、压缩制冷剂气体，被压缩的制冷剂气体经排气管进入制冷系统内。

在制冷系统处于低负荷工况工作时直线压缩机的其中一组线圈通电，所产生的电机力驱使动子牵引活塞往复运动，对制冷剂吸气、压缩并经排气管排入冷凝器内冷却，之后经节流阀的节流降压进入蒸发器，制冷剂在蒸发器内汽化吸收周围环境热量，从而达到制冷的效果。

制冷系统负荷提高时，直线压缩机第二组线圈通电，产生的电机力与第一组通电线圈产生的电机力叠加，压缩气体的电机力提高，从而实现了在不提高电流（或能耗）的情况下应对高负荷工况，避免了因一组线圈结构电机通过提高电流值对应高负荷工况而引起电机效率下降、线圈发热、永磁体消磁的问题。

本发明直线压缩机可以通过改变通电线圈组数目来应对制冷系统和压缩机所处的环境温度，可适应不同负荷工况，避免因一组线圈结构电机通过提高电流值对应高负荷工况而引起电机效率下降、线圈发热、永磁体消磁的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种直线压缩机，包括外壳、设于外壳内的压缩机本体结构与电机结构；所述压缩机本体结构包括气缸、在气缸的压缩腔内往复运动的活塞、共振弹簧、所述气缸设置排气阀片；所述电机结构包括与活塞连接的动子、外定子及内定子；其特征在于，在所述动子上间隔设有第一组永磁体与第二组永磁体，所述第一组永磁体与第二组永磁体位于所述内定子与外定子之间，所述内定子为U形状，对应所述第一组永磁体与第二组永磁体，所述内定子上对应设有第一组线圈与第二组线圈；所述第一组线圈与第二组线圈独立设置，所述外定子及内定子为一体式结构且在气缸侧形成包围结构而在动子侧形成用于所述动子插入的间隙，所述共振弹簧安装在所述内定子与动子之间以及动子与后挡板之间，所述气缸通过形成压缩腔的筒状部穿插在所述内定子的内部，所述排气阀片的外侧设有气缸盖而将所述排气阀片盖住。

2.如权利要求1所述直线压缩机，其特征在于，所述动子为″山″形结构从而在中部形成有气缸插入部，所述气缸插入部插装于所述气缸的压缩腔内与所述活塞连接。

3.如权利要求2所述直线压缩机，其特征在于，所述后挡板上固定有吸气消音器，所述吸气消音器的消音筒体伸入所述气缸插入部的内侧端封闭的内腔中。

4.如权利要求1所述直线压缩机，其特征在于，所述外定子通过L形状部与所述内定子连接成一体。

5.一种权利要求1-4任一项所述的直线压缩机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：当制冷系统处于低负荷工况工作时，所述直线压缩机的第一组线圈或第二组线圈通电；当制冷系统处于高负荷工况时，所述直线压缩机的第一组线圈和第二组线圈同时通电。