CN108825527B - 磁悬浮制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁悬浮制冷压缩机，涉及压缩机技术领域。磁悬浮制冷压缩机包括：第一壳体。定子，定子设置于第一壳体且围成电磁场区。转子，转子具有永磁铁构成的永磁部，永磁部位于电磁场区。磁悬浮支撑组架，磁悬浮支撑组架包括第一架和第二架，第一架和第二架分别位于转子的两端，第一架包括第一接线部，第二架包括第二接线部。接线电路板，接线电路板嵌设于第一壳体且与定子以及磁悬浮支撑组架电连接，接线电路板具有驱动芯片。连接线组，第一接线部和第二接线部均通过连接线组与接线电路板电连接。传感器组，传感器组用于检测转子的位置并向驱动芯片反馈数据。磁悬浮制冷压缩机能够大大减少检修维护的耗时，提高检修效率，降低维护成本。

Description

磁悬浮制冷压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种磁悬浮制冷压缩机。

背景技术

随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展，近年来磁悬浮技术得到了长足的发展。磁悬浮是利用磁性“同性相斥，异性相吸”的原理，在轴承的转子和定子间加上相应的电磁场，通过控制电磁场，使之处于相对“悬浮”状态。

磁悬浮系统，它是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。磁悬浮轴承是一种利用磁场，使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械磨擦，不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。在制冷压缩机中使用磁悬浮轴承，所有因为润滑油而带来的烦恼就不再存在了。

磁悬浮制冷压缩机是使用上述磁悬浮轴承的一种新型压缩机，相较于一般的压缩机具有诸多优势，如：运行效率高，比之传统的压缩机运行效率高30%；自适应能力高，可满足全天的制冷需求；重新定义软启动，只需2安培的启动电流，而传统的压缩机需要500~600安。

但是现有的磁悬浮制冷压缩机造价高，虽然维护周期可以更长，但是在需要检查维修时，比较麻烦，耗费较多的维护检修时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁悬浮制冷压缩机，其能够便于检修，提高检修效率，降低维护成本。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种磁悬浮制冷压缩机，包括：

第一壳体，所述第一壳体内部具有容纳腔，所述第一壳体的侧壁设有制冷剂入口，所述第一壳体的一端设置有制冷剂出口；

定子，所述定子设置于所述第一壳体的内表面且围成电磁场区；

转子，所述转子具有永磁铁构成的永磁部，所述永磁部位于所述电磁场区；

磁悬浮支撑组架，所述磁悬浮支撑组架设置于所述容纳腔内，所述磁悬浮支撑组架用于使所述转子悬浮于所述电磁场区，所述磁悬浮支撑组架包括第一架和第二架，所述第一架和所述第二架分别位于所述转子的靠近两端的部分，所述第一架包括第一接线部，所述第二架包括第二接线部；

接线电路板，所述接线电路板嵌设于所述第一壳体的一端且与所述定子以及所述磁悬浮支撑组架电连接，所述接线电路板具有驱动芯片，所述接线电路板用于与外部电源电连接且能够控制所述定子以及所述磁悬浮支撑组架的通电量；

连接线组，所述连接线组包括多根连接线，所述第一接线部和所述第二接线部均通过所述连接线组与所述接线电路板电连接；

传感器组，所述传感器组设置于所述转子附近且用于检测所述转子的位置并向所述接线电路板的驱动芯片反馈数据，所述驱动芯片能够根据所述传感器组的反馈数据，通过调节所述定子和/或所述磁悬浮支撑组架的通电量使所述转子保持悬浮于所述电磁场区的状态以及保持悬浮的位置。

另外，根据本发明的实施例提供的磁悬浮制冷压缩机，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述第一架还包括第一架体、第一感应铁芯和第一感应绕组，所述第一感应绕组绕设于所述第一感应铁芯，所述第一架体呈圆环状，所述第一架体设置于所述第一壳体且远离所述接线电路板，所述第一感应铁芯沿所述第一架体的周向分布，所述第一接线部设置于所述第一架体，每个所述第一感应绕组均与所述第一接线部电连接且通过一根所述连接线与所述接线电路板电连接。

在本发明的可选实施例中，所述传感器组包括用于监测所述转子在径向的相对位置的第一位置传感器，每个所述第一感应铁芯的靠近所述第一架体的圆心的一端均配置有一个所述第一位置传感器。

在本发明的可选实施例中，所述第二架还包括第二架体、第二感应铁芯和第二感应绕组，所述第二感应绕组绕设于所述第二感应铁芯，所述第二架体呈圆环状，所述第二架体与所述第一壳体连接且位于靠近所述接线电路板的位置，所述第二感应铁芯沿所述第二架体的周向分布，所述第二接线部设置于所述第二架体，每个所述第二感应绕组均与所述第二接线部电连接且通过一根所述连接线与所述接线电路板电连接。

在本发明的可选实施例中，所述传感器组包括用于监测所述转子在径向的相对位置的第二位置传感器，每个所述第二感应铁芯的靠近所述第二架体的圆心的一端均配置有一个所述第二位置传感器。

在本发明的可选实施例中，所述第一接线部和所述第二接线部均埋设有发光二极管，每个所述连接线的一端均具有水晶头，所述连接线通过所述水晶头与所述第一接线部或者所述第二接线部可拆卸连接。

在本发明的可选实施例中，所述接线电路板具有与所述连接线数量对应的第三接线部，每个所述第三接线部均埋设有发光二极管，每个所述连接线的另外一端同样具有水晶头，所述水晶头与所述第三接线部可拆卸连接。

在本发明的可选实施例中，所述磁悬浮制冷压缩机还包括第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体可拆卸连接，所述第二壳体罩设于所述接线电路板的外部。

在本发明的可选实施例中，所述传感器组包括用于监测所述转子在轴向的相对位置的第三位置传感器，所述第一架和所述第二架均设置有所述第三位置传感器。

在本发明的可选实施例中，所述磁悬浮制冷压缩机还包括压缩部件，所述压缩部件设置于所述制冷剂出口处，所述压缩部件包括转动连接杆、压缩壁板和压缩涡轮，所述转动连接杆与所述转子连接且能够随所述转子转动，所述压缩涡轮套设于所述转动连接杆且能够随所述转动连接杆转动，所述压缩壁板与所述第一壳体的内壁围成压缩腔，所述压缩腔与所述制冷剂出口连通，所述压缩涡轮能够将所述制冷剂入口处进入的制冷剂导入所述压缩腔加压并使加压后的制冷剂从所述制冷剂出口排出。

本发明的有益效果是：

磁悬浮制冷压缩机在进行接线时能够依靠其结构设计而便于有序地进行接线，整体接线效率能够得到提高，并且接线后的结构整齐有序，在进行检修维护时，能够很容易就显示出是否有连接方面的问题，这样检修人员就不必一处一处检查是否在连接上出问题，并且在发现问题后，还能够很快将故障处的连接线的一部分进行更换，大大减少检修维护的耗时。在减少了检修维护的耗时的同时，也是缩短了磁悬浮制冷压缩机所在的制冷系统的停机时间，能够降低停机带来的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的磁悬浮制冷压缩机的结构示意图；

图2为第一架的示意图；

图3为第二架的示意图；

图4为第一壳体的侧壁内的连接线的示意图。

图标：100-磁悬浮制冷压缩机；10-第一壳体；11-容纳腔；13-制冷剂入口；15-制冷剂出口；20-定子；21-电磁场区；30-转子；31-永磁部；50-第一架；51-第一接线部；52-第一架体；53-第一感应铁芯；54-第一感应绕组；60-第二架；61-第二接线部；62-第二架体；63-第二感应铁芯；64-第二感应绕组；70-接线电路板；71-第三接线部；80-连接线；91-第一位置传感器；92-第二位置传感器；93-第三位置传感器；94-绝缘隔离层；95-水晶头；101-第二壳体；1021-转动连接杆；1022-压缩壁板；10221-压缩腔；1023-压缩涡轮。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参照图1至图4，本实施例提供了一种磁悬浮制冷压缩机100，包括：

第一壳体10，第一壳体10内部具有容纳腔11，第一壳体10的侧壁设有制冷剂入口13，第一壳体10的一端设置有制冷剂出口15；

定子20，定子20设置于第一壳体10的内表面且围成电磁场区21；

转子30，转子30具有永磁铁构成的永磁部31，永磁部31位于电磁场区21；

磁悬浮支撑组架，磁悬浮支撑组架设置于容纳腔11内，磁悬浮支撑组架用于使转子30悬浮于电磁场区21，磁悬浮支撑组架包括第一架50和第二架60，第一架50和第二架60分别位于转子30的靠近两端的部分，第一架50包括第一接线部51，第二架60包括第二接线部61；

接线电路板70，接线电路板70嵌设于第一壳体10的一端且与定子20以及磁悬浮支撑组架电连接，接线电路板70具有驱动芯片，接线电路板70用于与外部电源电连接且能够控制定子20以及磁悬浮支撑组架的通电量；

连接线组，连接线组包括多根连接线80，第一接线部51和第二接线部61均通过连接线组与接线电路板70电连接；

传感器组，传感器组设置于转子30附近且用于检测转子30的位置并向接线电路板70的驱动芯片反馈数据，驱动芯片能够根据传感器组的反馈数据，通过调节定子20和/或磁悬浮支撑组架的通电量使转子30保持悬浮于电磁场区21的状态以及保持悬浮的位置。

其中，驱动芯片可以参照一般的无刷直流电机的驱动芯片或者是其他常用控制器，此处不再赘述。

其中，磁悬浮制冷压缩机100可以应用于制冷系统，如大型中央空调等，详细的，可以是写字楼或商场所用的大型中央空调。

具体的，第一架50还包括第一架体52、第一感应铁芯53和第一感应绕组54，第一感应绕组54绕设于第一感应铁芯53，第一架体52呈圆环状，第一架体52设置于第一壳体10且远离接线电路板70，第一感应铁芯53沿第一架体52的周向分布，第一接线部51设置于第一架体52，每个第一感应绕组54均与第一接线部51电连接且通过一根连接线80与接线电路板70电连接。

其中第一感应铁芯53的数量为十四个或者更多的偶数个，以便进行更精准的调控。

更为详细的，传感器组包括用于监测转子30在径向的相对位置的第一位置传感器91，每个第一感应铁芯53的靠近第一架体52的圆心的一端均配置有一个第一位置传感器91。

具体的，第二架60还包括第二架体62、第二感应铁芯63和第二感应绕组64，第二感应绕组64绕设于第二感应铁芯63，第二架体62呈圆环状，第二架体62与第一壳体10连接且位于靠近接线电路板70的位置，第二感应铁芯63沿第二架体62的周向分布，第二接线部61设置于第二架体62，每个第二感应绕组64均与第二接线部61电连接且通过一根连接线80与接线电路板70电连接。

其中第二感应铁芯63的数量为十四个或者更多的偶数个，以便进行更精准的调控。

更为详细的，传感器组包括用于监测转子30在径向的相对位置的第二位置传感器92，每个第二感应铁芯63的靠近第二架体62的圆心的一端均配置有一个第二位置传感器92。

其中，第二接线部61所用的连接线80的中间部分埋设于第一壳体10的侧壁内部，且与第一壳体10之间具有绝缘隔离层94，避免连接线80相互间的影响也避免与第一壳体10之间存在影响。

在本实施例中，第一接线部51和第二接线部61均埋设有发光二极管，每个连接线80的一端均具有水晶头95，连接线80通过水晶头95与第一接线部51或者第二接线部61可拆卸连接。

可以选择的是，接线电路板70具有与连接线80数量对应的第三接线部71，每个第三接线部71均埋设有发光二极管，每个连接线80的另外一端同样具有水晶头95，水晶头95与第三接线部71可拆卸连接。

其中，上述水晶头95的结构均可参照现有技术中的水晶头95，其大小尺寸可以与现有的水晶头95不同，其连接方式也可参照一般的水晶头95的连接方式，此处不再进行赘述。

进一步的，磁悬浮制冷压缩机100还包括第二壳体101，第二壳体101与第一壳体10可拆卸连接，第二壳体101罩设于接线电路板70的外部。第一壳体10和第二壳体101连接后，能够保持容纳腔11的密封性，避免密封不足带来的隐患。

具体的，传感器组包括用于监测转子30在轴向的相对位置的第三位置传感器93，第一架50和第二架60均设置有第三位置传感器93。

具体的，磁悬浮制冷压缩机100还包括压缩部件，压缩部件设置于制冷剂出口15处，压缩部件包括转动连接杆1021、压缩壁板1022和压缩涡轮1023，转动连接杆1021与转子30连接且能够随转子30转动，压缩涡轮1023套设于转动连接杆1021且能够随转动连接杆1021转动，压缩壁板1022与第一壳体10的内壁围成压缩腔10221，压缩腔10221与制冷剂出口15连通，压缩涡轮1023能够将制冷剂入口13处进入的制冷剂导入压缩腔10221加压并使加压后的制冷剂从制冷剂出口15排出。

其中，制冷剂出口15处可以设置阀门，便于调节制冷剂的排出量，便于制冷剂在制冷系统中流通。

本实施例的原理是：

一般的磁悬浮压缩机的连接线80路较为冗杂，这就使得检修时要检查的地方变得很多，并且在压缩机出问题时加大了排查的难度。因此，本实施例设计了一种磁悬浮制冷压缩机100，用以解决上述问题。

具体的，磁悬浮制冷压缩机100在工作时，通过接线电路板70连接外部电源进行供电，定子20与磁悬浮支撑组架在通电后能够产生电磁场并与转子30产生力的作用，使得转子30悬浮于电磁场区21并且进行旋转，转子30与磁悬浮制冷压缩机100的其他部件之间不存在物理接触。

通过转子30的转动，能够带动转动连接杆1021转动，然后进一步地带动压缩涡轮1023转动，从而使得制冷剂入口13处进入的气态制冷剂被导入压缩腔10221，并通过压缩涡轮1023的加压，使得气态制冷剂变成液态，通过制冷剂出口15处的阀门的调控，即可将液态制冷剂送入磁悬浮制冷压缩机100所在制冷系统的下一个工作点。

在转子30转动的过程中，各个位置传感器能够时时监控转子30在电磁场区21内的相对位置，以便于在转子30的位置有偏差时，对定子20或者对不同的感应铁芯通入不同大小的电流，改变感应磁场的场强，从而调控转子30的位置，保持悬浮的状态，并保持悬浮时的位置。

此外，在检测到位置超过预先设置的危险阈值时，驱动芯片能够及时控制降低通电电流，使得转子30能够在及时降低转速并最终停止，避免磁悬浮制冷压缩机100内部的器件遭受转子30的撞击，保护磁悬浮制冷压缩机100的内部器件的安全。

在检修时，同样可以给磁悬浮制冷压缩机100通上电，但是控制通电的电流量极弱，只够让多个发光二极管工作，而不至于使转子30悬浮或者转动。

这样一来，在打开第二壳体101后，便能够很直观地看到第三接线部71处的水晶头95是否有映照处对应的发光二极管的光，如果水晶头95是黯淡的，则说明该处的连接有损坏。

而第一壳体10打开后，同样能够很直观地观察到是否有接线点出现问题。一方面是发光二极管有指示作用，一方面是每个接线点的连接线80的排布更为整齐，连接线组的多个连接线80均在接线电路板70上进行了连接的统一。这样与外部电源连接供电时，连接的结构更具有整体性，很容易找到出问题的接线点。

进一步的，连接线80的位于第一壳体10侧壁内部的部分和其他部分还可以采用可拆卸连接的方式连接。

这样在某个接线点出现问题时，可以直接通过更换连接线80的位于第一壳体10侧壁外部的部分，便于更快地解决连接问题。

综上所述，本发明的磁悬浮制冷压缩机100在进行接线时能够依靠其结构设计而便于有序地进行接线，整体接线效率能够得到提高，并且接线后的结构整齐有序，在进行检修维护时，能够很容易就显示出是否有连接方面的问题，这样检修人员就不必一处一处检查是否在连接上出问题，并且在发现问题后，还能够很快将故障处的连接线80的一部分进行更换，大大减少检修维护的耗时。在减少了检修维护的耗时的同时，也是缩短了磁悬浮制冷压缩机100所在的制冷系统的停机时间，能够降低停机带来的成本。

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。

Claims (8)

1.一种磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，包括：

第一壳体，所述第一壳体内部具有容纳腔，所述第一壳体的侧壁设有制冷剂入口，所述第一壳体的一端设置有制冷剂出口；

定子，所述定子设置于所述第一壳体的内表面且围成电磁场区；

转子，所述转子具有永磁铁构成的永磁部，所述永磁部位于所述电磁场区；

磁悬浮支撑组架，所述磁悬浮支撑组架设置于所述容纳腔内，所述磁悬浮支撑组架用于使所述转子悬浮于所述电磁场区，所述磁悬浮支撑组架包括第一架和第二架，所述第一架和所述第二架分别位于所述转子的靠近两端的部分，所述第一架包括第一接线部，所述第二架包括第二接线部；

接线电路板，所述接线电路板嵌设于所述第一壳体的一端且与所述定子以及所述磁悬浮支撑组架电连接，所述接线电路板具有驱动芯片，所述接线电路板用于与外部电源电连接且能够控制所述定子以及所述磁悬浮支撑组架的通电量；

连接线组，所述连接线组包括多根连接线，所述第一接线部和所述第二接线部均通过所述连接线组与所述接线电路板电连接，所述第二接线部所用的所述连接线的中间部分埋设于所述第一壳体的侧壁内部，且与所述第一壳体之间具有绝缘隔离层，所述连接线的位于所述第一壳体侧壁内部的部分和位于所述第一壳体侧壁外部的部分可拆卸连接；

传感器组，所述传感器组设置于所述转子附近且用于检测所述转子的位置并向所述接线电路板的驱动芯片反馈数据，所述驱动芯片能够根据所述传感器组的反馈数据，通过调节所述定子和/或所述磁悬浮支撑组架的通电量使所述转子保持悬浮于所述电磁场区的状态以及保持悬浮的位置；

所述第一接线部和所述第二接线部均埋设有发光二极管，每个所述连接线的一端均具有水晶头，所述连接线通过所述水晶头与所述第一接线部或者所述第二接线部可拆卸连接；所述接线电路板具有与所述连接线数量对应的第三接线部，每个所述第三接线部均埋设有发光二极管，每个所述连接线的另外一端同样具有水晶头，所述水晶头与所述第三接线部可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述第一架还包括第一架体、第一感应铁芯和第一感应绕组，所述第一感应绕组绕设于所述第一感应铁芯，所述第一架体呈圆环状，所述第一架体设置于所述第一壳体且远离所述接线电路板，所述第一感应铁芯沿所述第一架体的周向分布，所述第一接线部设置于所述第一架体，每个所述第一感应绕组均与所述第一接线部电连接且通过一根所述连接线与所述接线电路板电连接。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述传感器组包括用于监测所述转子在径向的相对位置的第一位置传感器，每个所述第一感应铁芯的靠近所述第一架体的圆心的一端均配置有一个所述第一位置传感器。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述第二架还包括第二架体、第二感应铁芯和第二感应绕组，所述第二感应绕组绕设于所述第二感应铁芯，所述第二架体呈圆环状，所述第二架体与所述第一壳体连接且位于靠近所述接线电路板的位置，所述第二感应铁芯沿所述第二架体的周向分布，所述第二接线部设置于所述第二架体，每个所述第二感应绕组均与所述第二接线部电连接且通过一根所述连接线与所述接线电路板电连接。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述传感器组包括用于监测所述转子在径向的相对位置的第二位置传感器，每个所述第二感应铁芯的靠近所述第二架体的圆心的一端均配置有一个所述第二位置传感器。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述磁悬浮制冷压缩机还包括第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体可拆卸连接，所述第二壳体罩设于所述接线电路板的外部。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述传感器组包括用于监测所述转子在轴向的相对位置的第三位置传感器，所述第一架和所述第二架均设置有所述第三位置传感器。

8.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机，其特征在于，所述磁悬浮制冷压缩机还包括压缩部件，所述压缩部件设置于所述制冷剂出口处，所述压缩部件包括转动连接杆、压缩壁板和压缩涡轮，所述转动连接杆与所述转子连接且能够随所述转子转动，所述压缩涡轮套设于所述转动连接杆且能够随所述转动连接杆转动，所述压缩壁板与所述第一壳体的内壁围成压缩腔，所述压缩腔与所述制冷剂出口连通，所述压缩涡轮能够将所述制冷剂入口处进入的制冷剂导入所述压缩腔加压并使加压后的制冷剂从所述制冷剂出口排出。

Images