CN107762770A - 直线压缩机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直线压缩机，包括外壳、以及设置在所述外壳中的动子和共振弹簧，所述外壳的两端部分别设置有定子，每个所述定子上设置有线圈，每个所述定子上设置有气缸，所述动子设置有与所述气缸对应的活塞，所述活塞滑动设置在对应的所述气缸中，所述动子上还设置有与所述定子对应的永磁体，所述动子和所述定子之间设置有所述共振弹簧。实现简化直线压缩机的整体结构以便于快速组装，并提高直线压缩机的电机效率。

Description

直线压缩机及其控制方法

技术领域

本发明涉及压缩机，尤其涉及一种直线压缩机及其控制方法。

背景技术

目前，制冷设备中使用的压缩机有旋转式和直线式两种，现有技术中的线性压缩机通常包括外壳、定子、线圈、动子、活塞、气缸、弹簧后挡板和弹簧等部件组成；其中，动子上设置有磁体，磁体插在定子形成的磁场空间中，定子中置有线圈，活塞的一端连接在动子上，活塞的另一端插置于位于气缸的内腔中。在使用过程中，线圈通电产生交变磁场驱动动子带着活塞高频往复运动。但是，活塞往复运动过程中仅是单程为有用功，返程为无用功，中国专利号200720087539.0公开了一种双气缸电磁式压缩机，实现活塞往复移动时均做有用功，但是，上述专利公开的技术方案在外壳的两端部设置共振弹簧，而两个线圈布置在外壳的中部，在实际使用过程中，由于两个线圈之间的距离较近，线圈通电后容易相互影响，容易发生磁场饱和，导致压缩机的效率降低。如何设计一种结构简单、方便组装且电机效率高的直线压塑机是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种直线压缩机及其控制方法，实现简化直线压缩机的整体结构以便于快速组装，并提高直线压缩机的电机效率。

本发明提供的技术方案是，一种直线压缩机，包括外壳、以及设置在所述外壳中的动子和共振弹簧，所述外壳的两端部分别设置有定子，每个所述定子上设置有线圈，每个所述定子上设置有气缸，，所述动子设置有与所述气缸对应的活塞，所述活塞滑动设置在对应的所述气缸中，所述动子上还设置有与所述定子对应的永磁体，所述动子和所述定子之间设置有所述共振弹簧。

进一步的，两个所述线圈串联在一起。

进一步的，两个所述线圈的绕线圈数相同，且两个所述线圈的绕线方向相反。

进一步的，所述动子两侧的所述永磁体的磁极相反。

进一步的，所述定子固定在对应的所述气缸上，两个所述定子通过连接件固定连接在一起。

进一步的，所述连接件包括第一连接块和第二连接块，所述第一连接块与其中一所述定子固定连接，所述第二连接块与另一所述定子固定连接，所述第一连接块和所述第二连接块可拆卸的连接在一起。

进一步的，所述定子包括内定子和外定子，所述内定子上设置有所述线圈，所述内定子和所述外定子固定在对应的所述气缸上，所述连接件焊接或粘接在所述外定子上。

进一步的，两个所述定子之间设置有所述共振弹簧，所述动子固定在所述共振弹簧的中部；或者，所述动子的两侧分别设置有独立的所述共振弹簧。

进一步的，两个所述气缸相对设置，或者，两个所述气缸背向设置。

本发明还提供一种直线压缩机的控制方法，所述直线压缩机采用上述直线压缩机，直线压缩机的两端部分别为第一端部和第二端部，控制方法为：

直线压缩机不通电时，动子两侧的永磁体位于对应定子的中部位置；

直线压缩机通入正向交流电后，定子中的线圈产生交变磁场，动子两侧的永磁体在对应的交变磁场中均产生朝向直线压缩机第一端部方向的磁力，位于直线压缩机第一端部位置处的气缸压缩制冷剂气体，而位于直线压缩机第二端部位置处的气缸吸收制冷剂气体；

直线压缩机通入反向交流电后，定子中的线圈产生交变磁场，动子两侧的永磁体在对应的交变磁场中均产生朝向直线压缩机第二端部方向的磁力，位于直线压缩机第一端部位置处的气缸吸收制冷剂气体，而位于直线压缩机第二端部位置处的气缸压缩制冷剂气体。

本发明提供的直线压缩机及其控制方法，通过在外壳的两端部分别设置气缸，气缸上对应设置有定子，动子设置在两个定子之间，使得两个定子之间的距离足够大，两个线圈产生的磁场相互不影响，以减少两个定子上线圈之间相互影响产生磁场饱和，并且两个永磁体同时做功，压缩机在压缩气体时的电机力增加一倍，根据输入功率P=F*v=α*I*v，F是电机力，v是动子速度，压缩机的输入功率要保持不变时，则压缩机的电流I会下降一倍，一方面电流减小时压缩机的高次谐波损耗降低，有利于提高电机效率；另一方面电流减小，可避免压缩机的永磁体消磁发生电机效率更高；压缩机的共振弹簧设置在动子与定子之间的空间内，不受定子内径尺寸的影响，使得整体结构简单方便组装，并有效的提高了直线压缩机的电机效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明直线压缩机实施例的结构示意图一；

图2为本发明直线压缩机实施例的结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例直线压缩机，包括外壳1、以及设置在所述外壳1中的动子2和共振弹簧8，所述外壳1的两端部分别设置有定子5，每个定子5设置有线圈并固定连接有气缸3，所述动子2的两侧分别设置有与所述气缸3对应的活塞4，所述活塞4滑动设置在对应的所述气缸3中，所述动子2的两侧还分别设置有与所述定子5对应的永磁体7，所述动子2和所述定子5之间设置有共振弹簧8。

具体而言，本实施例直线压缩机在外壳1的两端部设置气缸3，每个气缸3配置有定子5，而动子2的两侧对应设置的活塞4在对应的气缸3中往复移动，在实际使用过程中，两个定子5相互间隔开，使得定子5中线圈6产生的磁场不会相互干扰影响，并且，通过控制每个线圈6的交流电相位以及永磁体7的磁极方向，便可以实现两个永磁体7在各自的磁场中产生相同方向的磁力，从而使得动子2中产生方向相同的叠加力，以增大动子2产生的电机力，对于一端部的气缸3如果处于压缩制冷剂气体状态，则另一端部的气缸3则处于吸收气体的状态，而根据输入功率P=F*v=α*I*v，F是电机力，v是动子速度，压缩机的输入功率要保持不变时，则压缩机的电流I会下降一倍，一方面电流减小时压缩机的高次谐波损耗降低，有利于提高电机效率；另一方面电流减小，可避免压缩机的永磁体消磁发生电机效率更高。另外，如图1所示，两个气缸3采用背向设置的方式设置在外壳1中，或者，如图2所示，为了进一步的增大两个定子5之间的距离，并缩小整体尺寸，两个气缸3采用相对设置的方式设置在外壳1中。其中，气缸3与定子5可以采用直接固定连接的方式，也可以在气缸3和定子5之间增加中间连接件，例如：中间连接件可以采用前法兰，气缸3和定子5通过前法兰固定连接在一起。

进一步的，为了简化控制方式，两个所述线圈6串联在一起，两个所述线圈6的绕线圈数相同，且两个所述线圈6的绕线方向相反，同时，动子2两侧的所述永磁体7的磁极相反。具体的，压缩机的一个活塞4在进行压缩过程时，另一个活塞4在进行吸气过程，压缩机两个线,6内的导线是串联结构，通电后的两个线圈6内电流大小相同（电流为I）、方向相反，所形成的磁场方向相反，作用在两个磁极方向相反的永磁体7上，两个永磁体7分别产生相同方向的电机力（F1=α1*I，F2=α2*I，α1、α2为电机的电机系数），永磁体7引起动子2运动并作用在活塞4上，这样活塞4上的电机力增加一倍（F=F1+F2=α1*I+α2*I）。

又进一步的，所述定子5固定在对应的所述气缸3上，两个所述定子5通过连接件9固定连接在一起。具体的，每个气缸3以及其上连接的定子5和线圈6形成一个独立的电机模块，在实际组装过程中，两个电机模块通过连接件9固定连接在一起并安装在外壳1中，其中，连接件89包括第一连接块91和第二连接块92，所述第一连接块91与其中一所述定子5固定连接，所述第二连接块92与另一所述定子5固定连接，所述第一连接块91和所述第二连接块92通过螺栓固定连接在一起，在实际操作过程中，可以先将连接块固定在对应的定子5上，而连接块与定子5的连接方式可以采用焊接或粘接等固定方式，其中，定子5包括内定子51和外定子52，所述内定子51上设置有所述线圈6，所述内定子51和所述外定子52固定在对应的所述气缸3上，所述连接件9焊接或粘接在所述外定子52上。

更进一步的，本实施例中的共振弹簧8可以采用两段式结构，也可以采用一体共振弹簧8，对于采用一体的共振弹簧8，则将共振弹簧8设置在两个定子5之间，而动子2固定在共振弹簧8的中间位置；而对于采用两段式的共振弹簧8，则每个共振弹簧8位于动子2与对应的定子5之间。

本发明还提供一种直线压缩机的控制方法，所述直线压缩机采用上述直线压缩机，直线压缩机的两端部分别为第一端部和第二端部，控制方法为：

直线压缩机不通电时，动子两侧的永磁体位于对应定子的中部位置；

直线压缩机通入正向交流电后，定子中的线圈产生交变磁场，动子两侧的永磁体在对应的交变磁场中均产生朝向直线压缩机第一端部方向的磁力，位于直线压缩机第一端部位置处的气缸压缩制冷剂气体，而位于直线压缩机第二端部位置处的气缸吸收制冷剂气体；

直线压缩机通入反向交流电后，定子中的线圈产生交变磁场，动子两侧的永磁体在对应的交变磁场中均产生朝向直线压缩机第二端部方向的磁力，位于直线压缩机第一端部位置处的气缸吸收制冷剂气体，而位于直线压缩机第二端部位置处的气缸压缩制冷剂气体。

本发明提供的直线压缩机及其控制方法，通过在外壳的两端部分别设置气缸，气缸上对应设置有定子，动子设置在两个定子之间，使得两个定子之间的距离足够大，两个线圈产生的磁场相互不影响，以减少两个定子上线圈之间相互影响产生磁场饱和，并且两个永磁体同时做功，压缩机在压缩气体时的电机力增加一倍，根据输入功率P=F*v=α*I*v，F是电机力，v是动子速度，压缩机的输入功率要保持不变时，则压缩机的电流I会下降一倍，一方面电流减小时压缩机的高次谐波损耗降低，有利于提高电机效率；另一方面电流减小，可避免压缩机的永磁体消磁发生电机效率更高；压缩机的共振弹簧设置在动子与定子之间的空间内，不受定子内径尺寸的影响，使得整体结构简单方便组装，并有效的提高了直线压缩机的电机效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种直线压缩机，包括外壳、以及设置在所述外壳中的动子和共振弹簧，其特征在于，所述外壳的两端部分别设置有定子，每个所述定子上设置有线圈，每个所述定子上设置有气缸，所述动子设置有与所述气缸对应的活塞，所述活塞滑动设置在对应的所述气缸中，所述动子上还设置有与所述定子对应的永磁体，所述动子和所述定子之间设置有所述共振弹簧。

2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，两个所述线圈串联在一起。

3.根据权利要求2所述的线性压缩机，其特征在于，两个所述线圈的绕线圈数相同，且两个所述线圈的绕线方向相反。

4.根据权利要求3所述的线性压缩机，其特征在于，所述动子两侧的所述永磁体的磁极相反。

5.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，所述定子固定在对应的所述气缸上，两个所述定子通过连接件固定连接在一起。

6.根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，所述连接件包括第一连接块和第二连接块，所述第一连接块与其中一所述定子固定连接，所述第二连接块与另一所述定子固定连接，所述第一连接块和所述第二连接块可拆卸的连接在一起。

7.根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，所述定子包括内定子和外定子，所述内定子上设置有所述线圈，所述内定子和所述外定子固定在对应的所述气缸上，所述连接件焊接或粘接在所述外定子上。

8.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，两个所述定子之间设置有所述共振弹簧，所述动子固定在所述共振弹簧的中部；或者，所述动子的两侧分别设置有独立的所述共振弹簧。

9.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，两个所述气缸相对设置，或者，两个所述气缸背向设置。

10.一种直线压缩机的控制方法，其特征在于，所述直线压缩机采用如权利要求1-9任一所述的直线压缩机，直线压缩机的两端部分别为第一端部和第二端部，控制方法为：

直线压缩机不通电时，动子两侧的永磁体位于对应定子的中部位置；

直线压缩机通入正向交流电后，定子中的线圈产生交变磁场，动子两侧的永磁体在对应的交变磁场中均产生朝向直线压缩机第一端部方向的磁力，位于直线压缩机第一端部位置处的气缸压缩制冷剂气体，而位于直线压缩机第二端部位置处的气缸吸收制冷剂气体；

直线压缩机通入反向交流电后，定子中的线圈产生交变磁场，动子两侧的永磁体在对应的交变磁场中均产生朝向直线压缩机第二端部方向的磁力，位于直线压缩机第一端部位置处的气缸吸收制冷剂气体，而位于直线压缩机第二端部位置处的气缸压缩制冷剂气体。