CN112398303A - 一种直线电机动子、直线电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机电机技术领域，具体涉及一种直线电机动子、直线电机及压缩机，直线电机动子包括永磁体、钣金连接件，以及用于固定永磁体和钣金连接件的注塑包覆连接骨架，永磁体的端面与钣金连接件的端面接触配合，注塑包覆连接骨架包覆钣金连接件的一端，钣金连接件、注塑包覆连接骨架、永磁体构成一体结构。本发明呈一体结构，提高了动子整体结构强度和可靠性，防止永磁体脱落故障和动子连接端部破损现象。永磁体内外径无注塑层，减小动子与内、外定子之间的间隙，永磁体位动子壁厚减小，电磁力幅值增加，提高电机效率。永磁体外壁的内凹部使电机气隙磁场趋于正弦化，反电动势正弦化，电磁谐波含量降低，降低电磁噪声。

Description

一种直线电机动子、直线电机及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机电机技术领域，具体涉及一种直线电机动子、直线电机及压缩机。

背景技术

随着人们生活水平的提高，空调、冰霜等制冷设备已成为家庭的日常生活用品，压缩机作为空调、冰箱的核心部件，其能效、运行可靠性主要体现在驱动电机上。直线电机一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。由于直线电机具有结构简单、灵活、低噪音、低成本、高速度、高可靠性、耐腐蚀、防潮等优点而得到了越来越多的应用，已在空调、冰箱等家电产品的压缩机上得到了广泛的使用。现有直线电机的动子结构中，采用的是先注塑结构支撑架，再粘贴永磁体，用网罩粘贴永磁体表面，形成动子结构。但此结构依靠胶粘剂进行粘贴，导致工艺复杂，不易保证表面尺寸及圆度。胶粘剂在电机长期中会老化强度变差，且电机高速运转，在离心力作用下，如粘贴不牢，易发生永磁体脱离故障，另外现有结构用胶水将永磁体粘贴，操作烦琐，凝固时间长，由于永磁体磁力作用，发生碰撞易损坏永磁体。动子结构强度不足问题，制约了直线缩机在制冷设备领域的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种直线电机动子，还提供了一种包括前述直线电机动子的直线电机，以及一种包括前述直线电机的压缩机。

本发明采用如下方案实现：

一种直线电机动子，与直线电机的输出轴连接，直线电机动子包括永磁体、钣金连接件，以及用于固定所述永磁体和所述钣金连接件的注塑包覆连接骨架，所述永磁体的端面与所述钣金连接件的端面接触配合，所述注塑包覆连接骨架包覆所述钣金连接件的一端，所述钣金连接件、所述注塑包覆连接骨架、所述永磁体构成一体结构；所述永磁体为环状结构，在所述永磁体上均匀设置有多个槽口，多个所述槽口将所述永磁体均匀分隔为多个磁极，且多个所述磁极为N极、S级交替排布；所述注塑包覆连接骨架包括环状本体，设置于环状本体朝向所述永磁体一侧的多个注塑连接体，所述注塑连接体与所述槽口连接。

进一步的，所述永磁体的外壁具有多个内凹部，多个所述内凹部以永磁体的轴线为基准均匀分布于永磁体的侧壁，相邻所述内凹部之间构成圆弧段，且每个所述圆弧端对应一个所述磁极，所述圆弧段的内径一侧弧线的弧心与外径一侧弧线的弧心不重合。

进一步的，所述钣金连接件包括圆筒形的钣金本体，设置于所述钣金本体侧壁的多个腰型孔，设置于所述钣金本体朝向所述永磁体一侧端面的多个限位柱，设置于所述钣金本体底部的轴孔；所述腰型孔数量与所述槽口数量对应。

进一步的，所述永磁体靠近所述钣金连接件的一侧设置有与所述限位柱对应的限位槽，在所述永磁体远离所述钣金连接件的端面还设置有多个定位孔。

进一步的，所述钣金本体的底部设置有多个定位直线电机输出轴的定位安装孔、多个用于安装螺栓的螺栓安装孔，以及多个通风减重孔。

进一步的，所述环状本体的内壁设置有多个与所述腰型孔对应的连接部，所述连接部嵌入所述腰型孔中。

进一步的，所述注塑连接体的两侧均匀设置有多个嵌合齿，所述槽口内壁设置有与所述嵌合齿对应的多个嵌合部。

进一步的，所述注塑包覆件的材质为聚酰胺或聚氨脂或聚脂或环氧树脂，所述钣金连接件为不锈钢或铝合金或铜合金。

一种直线电机，包括前述的直线电机动子，设置于所述直线电机动子内壁的内定子，设置于所述直线电机动子外周侧的外定子，以及设置于所述外定子上的线圈，以及输出轴，所述输出轴与钣金连接件连接。

一种压缩机，包括前述的直线电机。

对比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1.本发明的永磁体、注塑包覆连接骨架、钣金连接件构成一体结构，提高了动子整体结构强度和可靠性，防止永磁体脱落故障和动子连接端部破损现象。

2．永磁体和注塑连接体的配合使永磁体内外径无注塑层，减小动子与内、外定子之间的间隙，在满足结构强度要求下，永磁体位动子壁厚减小，电磁力幅值增加，提高电机效率。

3. 永磁体为一整体磁环结构，便于安装和充磁，同时永磁体外壁的内凹部使电机气隙磁场趋于正弦化，反电动势正弦化，电磁谐波含量降低，降低电磁噪声。

4．永磁体整体注塑后充磁，降低永磁体磁损失，增加了直线电机效率。

5. 本发明可通过模具成型，简化制作工艺，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种直线电机动子的结构示意图。

图2为永磁体的结构示意图。

图3为永磁体另一角度的示意图。

图4为钣金连接件的结构示意图。

图5为注塑包覆连接骨架的结构示意图。

图6为直线电机动子另一角度的示意图。

图7为图6中A-A的截面图。

图8为6中B-B的截面图。

图中包括有：

直线电机动子1、永磁体11、槽口111、内凹部112、圆弧段113、限位槽114、嵌合部115、定位孔116、钣金连接件12、钣金本体121、腰型孔122、限位柱123、轴孔124、定位安装孔125、螺栓安装孔126、通风减重孔127、注塑包覆连接骨架13、环状本体131、注塑连接体132、连接部133、嵌合齿134、内定子2、外定子3、线圈4、输出轴5。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1至图8，本发明提供的一种直线电机动子，与直线电机的输出轴5连接，直线电机动子1包括永磁体11、钣金连接件12，以及用于固定所述永磁体11和所述钣金连接件12的注塑包覆连接骨架13，所述永磁体11的端面与所述钣金连接件12的端面接触配合，所述注塑包覆连接骨架13包覆所述钣金连接件12的一端，所述钣金连接件12、所述注塑包覆连接骨架13、所述永磁体11构成一体结构。

所述永磁体11为环状结构，在所述永磁体11上均匀设置有多个槽口111，多个所述槽口111将所述永磁体11均匀分隔为多个磁极，且多个所述磁极为N极、S级交替排布，也即永磁体11的N、S极均匀，分别构成需要的极数，可以是4、6、8、10、12等，本实施例中设置有8个磁极（也即本实施例中设置有9个槽口111），具有4个N极和S极，从而保证永磁体11在圆周方向上实现磁场圆周磁力的均匀分布，提高电机运行时动子的径向受力平衡。槽口111是沿着永磁体11的轴向设置，并设置在朝向钣金连接件12的一侧。

所述注塑包覆连接骨架13包括环状本体131，设置于环状本体131朝向所述永磁体11一侧的多个注塑连接体132，所述注塑连接体132与所述槽口111连接。注塑连接体132填充到槽口111，减小动子壁厚，减小气隙，同时增加永磁体11与注塑包覆连接骨架13的结合强度，提高了动子在运行中结构的可靠性。

具体地说，注塑包覆连接骨架13朝向钣金连接件12的一端将钣金连接件12的一段包裹在内，另一端通过注塑连接件和永磁体11连接，永磁体11的端面与钣金连接件12的端面配合。因永磁体11环装结构，永磁体11内外径无注塑层，减小动子与内、外定子3之间的间隙，在满足结构强度要求下，永磁体11位动子壁厚减小，电磁力幅值增加，提高电机效率。

所述永磁体11的外壁具有多个内凹部112，多个所述内凹部112以永磁体11的轴线为基准均匀分布于永磁体11的侧壁，相邻所述内凹部112之间构成圆弧段113，且每个所述圆弧端对应一个所述磁极，所述圆弧段113的内径一侧弧线的弧心与外径一侧弧线的弧心不重合。这样的设置在直线电机运行时，气隙的不均匀分布，使电机气隙磁场趋于正弦化，反电动势正弦化，电磁谐波含量降低，降低电磁噪声 。

所述钣金连接件12包括圆筒形的钣金本体121，设置于所述钣金本体121侧壁的多个腰型孔122，设置于所述钣金本体121朝向所述永磁体11一侧端面的多个限位柱123，设置于所述钣金本体121底部的轴孔124，轴孔124便于润滑油的流通；所述腰型孔122数量与所述槽口111数量对应。

所述永磁体11靠近所述钣金连接件12的一侧设置有与所述限位柱123对应的限位槽114，在所述永磁体11远离所述钣金连接件12的端面还设置有多个定位孔116。定位孔116预设有2~4个，以便于在注塑的过程对永磁体11进行定位。永磁体11内径与钣金连接件12内径尺寸相同，永磁体11外径与钣金连接件12的限位柱123最外侧的面所在圆（该圆的圆心与永磁体11内径的圆心相同）的直径相同。具体实施时，钣金连接件12朝向永磁体11的一端可设置有凸缘，此凸缘和永磁体11的端面接触，限位柱123设置在此凸缘上，凸缘上还设置有供注塑连接体132通过的开口。

所述钣金本体121的底部设置有多个定位直线电机输出轴5的定位安装孔125、多个用于安装螺栓的螺栓安装孔126，以及多个通风减重孔127。定位安装孔125主要用于传动轴联接动子的定位，确保动子与内、外定子3气隙均匀，防止偏心扫膛，螺栓安装孔126用于动子与传动轴的联接，孔的大小需与安装螺钉相匹配。通风减重孔127不仅可以加强散热效果，还可以达到减少重量的作用。

所述环状本体131的内壁设置有多个与所述腰型孔122对应的连接部133，所述连接部133嵌入所述腰型孔122中。连接部133在具体实施时通过一体注塑嵌合到钣金连接件12的腰形孔中。

所述注塑连接体132的两侧均匀设置有多个嵌合齿134，所述槽口111内壁设置有与所述嵌合齿134对应的多个嵌合部115。

所述注塑包覆件的材质为聚酰胺或聚氨脂或聚脂或环氧树脂，具体实施的时候可以为增强工程材料，需要具有良好的力学性能、电学性能、耐高低温、耐冷媒性能、尺寸稳定性和注塑工艺性等，动子注塑材料依使用环境、传力大小、注塑工艺、粘接性能及装备进行具体设置。所述钣金连接件12为不锈钢或铝合金或铜合金，需要是不导磁的金属材料，且要满足结构强度较高、易于冲压成型，本实施例中采用了不锈钢，根据压缩机运行的负载要求，选取不同的材料厚度，厚度一般为0.8~2.0mm。钣金连接件12通过冲压加工成需要的结构形状，结构强度好，前端部加工成型位与永磁体11相配，便于永磁体11定位、装配。

具体实施时，在注塑成型前，永磁体11装入钣金连接件12，形成一组合件。永磁体11的定位槽与钣金连接件12限位柱123相匹配，起永磁体11径向定位作用，永磁体11端面与钣金连接件12相匹配, 起永磁体11轴向定位作用。

注塑成型时，在模具中安放定位柱销，将组件中永磁体11的定位孔116对准放入定位柱销中，并对钣金连接件12端部进行定位，调整注塑工艺参数进行注塑，注塑包覆连接骨架13注塑成型，将永磁体11和钣金连接件12固定连接，为增加连接结构强度，注塑包覆连接骨架13包覆永磁体11的长度为2~4mm，经模具成型后与永磁体11、钣金连接件12为一整体结构。模具定位顶针根据永磁体11结构、受力位置决定，确保在轴向、径向完全定位。注塑后永磁体11与钣金连接件12中空间形成骨架结构（也即注塑包覆连接骨架13），起紧固、连接永磁体11和钣金连接件12，增加强度的作用。采用模具注塑生产，提高生产效率约35%，且易加工。永磁体11可在整体注塑后充磁，降低永磁体11磁损失，增加了直线电机效率。

一种直线电机，包括输出轴5，包括前述的直线电机动子1，设置于所述直线电机动子1内壁的内定子2，设置于所述直线电机动子1外周侧的外定子3，以及设置于所述外定子3上的线圈4，其中直线电机动子1与输出轴5连接。

本发明还提供了一种压缩机，包括前述的直线电机。

本发明的永磁体、注塑包覆连接骨架、钣金连接件构成一体结构，提高了动子整体结构强度和可靠性，防止永磁体脱落故障和动子连接端部破损现象。永磁体和注塑连接体的配合使永磁体内外径无注塑层，减小动子与内、外定子之间的间隙，在满足结构强度要求下，永磁体位动子壁厚减小，电磁力幅值增加，提高电机效率。永磁体为一整体磁环结构，便于安装和充磁，同时永磁体外壁的内凹部使电机气隙磁场趋于正弦化，反电动势正弦化，电磁谐波含量降低，降低电磁噪声。永磁体整体注塑后充磁，降低永磁体磁损失，增加了直线电机效率。本发明可通过模具成型，简化制作工艺，提高生产效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种直线电机动子，与直线电机的输出轴连接，其特征在于，直线电机动子包括永磁体、钣金连接件，以及用于固定所述永磁体和所述钣金连接件的注塑包覆连接骨架，所述永磁体的端面与所述钣金连接件的端面接触配合，所述注塑包覆连接骨架包覆所述钣金连接件的一端，所述钣金连接件、所述注塑包覆连接骨架、所述永磁体构成一体结构；所述永磁体为环状结构，在所述永磁体上均匀设置有多个槽口，多个所述槽口将所述永磁体均匀分隔为多个磁极，且多个所述磁极为N极、S级交替排布；所述注塑包覆连接骨架包括环状本体，设置于环状本体朝向所述永磁体一侧的多个注塑连接体，所述注塑连接体与所述槽口连接。

2.根据权利要求1所述的直线电机动子，其特征在于，所述永磁体的外壁具有多个内凹部，多个所述内凹部以永磁体的轴线为基准均匀分布于永磁体的侧壁，相邻所述内凹部之间构成圆弧段，且每个所述圆弧端对应一个所述磁极，所述圆弧段的内径一侧弧线的弧心与外径一侧弧线的弧心不重合。

3.根据权利要求1所述的直线电机动子，其特征在于，所述钣金连接件包括圆筒形的钣金本体，设置于所述钣金本体侧壁的多个腰型孔，设置于所述钣金本体朝向所述永磁体一侧端面的多个限位柱，设置于所述钣金本体底部的轴孔；所述腰型孔数量与所述槽口数量对应。

4.根据权利要求3所述的直线电机动子，其特征在于，所述永磁体靠近所述钣金连接件的一侧设置有与所述限位柱对应的限位槽，在所述永磁体远离所述钣金连接件的端面还设置有多个定位孔。

5.根据权利要求3所述的直线电机动子，其特征在于，所述钣金本体的底部设置有多个定位直线电机输出轴的定位安装孔、多个用于安装螺栓的螺栓安装孔，以及多个通风减重孔。

6.根据权利要求3所述的直线电机动子，其特征在于，所述环状本体的内壁设置有多个与所述腰型孔对应的连接部，所述连接部嵌入所述腰型孔中。

7.根据权利要求2所述的直线电机动子，其特征在于，所述注塑连接体的两侧均匀设置有多个嵌合齿，所述槽口内壁设置有与所述嵌合齿对应的多个嵌合部。

8.根据权利要求1所述的直线电机动子，其特征在于，所述注塑包覆件的材质为聚酰胺或聚氨脂或聚脂或环氧树脂，所述钣金连接件为不锈钢或铝合金或铜合金。

9.一种直线电机，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的直线电机动子，设置于所述直线电机动子内壁的内定子，设置于所述直线电机动子外周侧的外定子，以及设置于所述外定子上的线圈，以及输出轴，所述输出轴与钣金连接件连接。

10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求9所述的直线电机。

Images