CN112953153A - 一种自平衡往复式电机 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电机平衡技术领域，提供了一种自平衡往复式电机，包括：动子；腔体，其包括设置于所述腔体外壁的平衡组件、设置于所述腔体两侧的端盖和供所述动子滑动的滑动孔，所述平衡组件包括设置于所述腔体外壁的平衡孔、可在所述平衡孔内部滑动的平衡块，所述平衡孔两端设有与所述滑动孔连通的气孔；定子，其套接于所述腔体外侧，所述定子为线圈；电机外壳，其套接于所述线圈外侧并且固定所述线圈和腔体的位置，借此，本发明通过在动子内部设置减重结构，减小动子往复运动的惯性力，同时在定子的内壁设有平衡结构，实现对动子往复惯性力的平衡，保证减弱甚至消除往复式电机在运动过程中由于动子的往复惯性力导致的振动现象。
Description
技术领域
本发明涉及电机平衡技术领域，尤其涉及一种自平衡往复式电机。
背景技术
随着科技水平的发展，目前往复线性电机应用越来越广泛，特别是在压缩制冷机技术领域，往复线性电机在压缩制冷机技术上能够增加机械效率，摆脱传统的压缩机采用旋转电机，在将旋转运动转换成压缩机的往复运动时，增加了曲柄机构，在机械传输效率上极大的增加了机械的损耗，往复线性电机不需要增加额外的传输机构，直接利用动子的往复运动带动压缩机的往复运动，极大的增加了机械效率，但是往复线性电机在动子进行往复运动时，存在较大的往复惯性力，导致电机的振动较大，使电机使用寿命和噪声方面存在较大的问题。
传统的平衡往复线性电机采用的是电机对置设置，通过两个电机的运动自身平衡惯性力，这样设置存在一定一下缺陷：1）增加电机的成本，两个电机同时使用，再电机设置和使用时成本较高；2）无法保证两个电机的运动一致性无法保证，这就导致电机的振动无法被很好的平衡。所以设计一种自平衡往复式电机显得尤为重要。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种自平衡往复式电机，其可以通过在动子内部设置减重结构，减小动子往复运动的惯性力，同时在定子的内壁设有平衡结构，实现对动子往复惯性力的平衡，保证减弱甚至消除往复式电机在运动过程中由于动子的往复惯性力导致的振动现象。
为了实现上述目的，本发明提供一种自平衡往复式电机，包括：动子，其为圆柱形永磁体；腔体，其包括设置于所述腔体外壁的平衡组件、设置于所述腔体两侧的端盖和供所述动子滑动的滑动孔，所述平衡组件包括设置于所述腔体外壁的平衡孔、可在所述平衡孔内部滑动的平衡块，所述平衡孔两端设有与所述滑动孔连通的气孔；定子，其套接于所述腔体外侧，所述定子为线圈；电机外壳，其套接于所述线圈外侧并且固定所述线圈和腔体的位置。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述动子一侧中心设有驱动杆，所述驱动杆穿设于所述端盖中心。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述动子两侧中心设有减重孔。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述端盖包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖中心设有与所述驱动杆配合的配合孔。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述第一端盖和第二端盖内侧均设有缓冲所述动子冲击力的第一缓冲弹簧。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述第一端盖和第二端盖内侧设有与所述腔体两端配合的密封圈。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述第一端盖和第二端盖与所述腔体两端螺栓连接，并且所述第一端盖和第二端盖边缘分别顶住所述电机外壳两侧。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述平衡组件设有若干个，若干个所述平衡组件均匀布置与所述腔体外壁。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述平衡块两侧固设有第二缓冲弹簧，所述平衡块直径略小于所述平衡孔直径。
根据本发明的自平衡往复式电机，所述电机外壳底部设有电机底座，所述电机底座底部设有固定孔。
本发明提供了一种自平衡往复式电机，包括：动子，其为圆柱形永磁体，保证动子在线圈接通电源后能时刻保证收到磁场的力，实现动子的运动受力；腔体，其包括设置于所述腔体外壁的平衡组件、设置于所述腔体两侧的端盖和供所述动子滑动的滑动孔，端盖设置在腔体的两侧，通过端盖将腔体两侧密封，实现腔体内部的密封效果，在腔体外壁上设置平衡组件，可以在动子运动过程中，通过平衡组件将动子往复运动的惯性力进行平衡，防止出现较大的振动现象，所述平衡组件包括设置于所述腔体外壁的平衡孔、可在所述平衡孔内部滑动的平衡块，所述平衡孔两端设有与所述滑动孔连通的气孔，通过设置气孔保证平衡块在平衡孔内部滑动的动力，实现平衡块的运动频率和动子的运动频率相同，保证对惯性力的精准的平衡；定子，其套接于所述腔体外侧，所述定子为线圈，通过对线圈供电实现对动子的作用力；电机外壳，其套接于所述线圈外侧并且固定所述线圈和腔体的位置，通过电机外壳将电机固定和防护。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；图2是本发明的剖面结构示意图；图3是本发明的工作状态a剖面结构示意图；图4是本发明的工作状态b剖面结构示意图；图5是本发明的腔体结构示意图；图6是本发明的动子剖面结构示意图；图7是本发明的第一端盖结构示意图；图8是本发明的平衡块结构示意图；在图中，1-电机外壳，101-电机底座，102-固定孔，103-肋板，104-防护外壳，2-定子，3-腔体，301-腔体主体，302-限位轴肩，303-端盖固定孔，304-密封圈凹槽，305-气孔，306-平衡孔，4-动子，401-动子主体，402-驱动杆，403-减重孔，5-第一端盖，501-端盖主体，502-限位边，503-螺栓安装孔，504-第一缓冲弹簧，505-驱动杆密封圈，506-驱动杆配合孔，6-滑动孔，7-平衡块，701-平衡块主体，702-第二缓冲弹簧，8-第二端盖，9-密封圈。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。
参见图1和图2，本发明提供了一种自平衡往复式电机，该自平衡往复式电机包括动子4，其为圆柱形永磁体，保证动子4在线圈接通电源后能时刻保证收到磁场的力，实现动子4的运动受力；腔体3，其包括设置于所述腔体3外壁的平衡组件、设置于所述腔体3两侧的端盖和供所述动子4滑动的滑动孔6，端盖设置在腔体3的两侧，通过端盖将腔体3两侧密封，实现腔体3内部的密封效果，在腔体3外壁上设置平衡组件，可以在动子4运动过程中，通过平衡组件将动子4往复运动的惯性力进行平衡，防止出现较大的振动现象，所述平衡组件包括设置于所述腔体3外壁的平衡孔306、可在所述平衡孔306内部滑动的平衡块7，所述平衡孔306两端设有与所述滑动孔6连通的气孔305，通过设置气孔305保证平衡块7在平衡孔306内部滑动的动力，实现平衡块7的运动频率和动子4的运动频率相同，保证对惯性力的精准的平衡；定子2，其套接于所述腔体3外侧，所述定子2为线圈，通过对线圈供电实现对动子4的作用力；电机外壳1，其套接于所述定子2外侧并且固定所述定子2和腔体3的位置，通过电机外壳1将电机固定和防护。
参见图6，优选的是，本发明的动子4包括动子主体401、驱动杆402和减重孔403，动子主体401是采用的永磁体材料制成，在动子主体401的内部设有减重孔403，可以最大程度的减少动子4的质量，从而减小动子4在运动过程中的往复惯性力，驱动杆402设置在动子4靠近第一端盖5的一侧，驱动杆402通过第一端盖5上的驱动杆配合孔506穿设于第一端盖5，驱动杆402的顶部可以连接配合机构，例如压缩机，实现对压缩机的驱动。
参见图5，另外，本发明的腔体3包括腔体主体301、限位轴肩302、端盖固定孔303、密封圈凹槽304、气孔305和平衡孔306，在限位轴肩302设置在腔体主体301的一端，限位轴肩302设置在第一端盖5的一侧，设置限位轴肩302用于将外部的定子2进行限位固定，防止在安装时出现定子2安装不到位的问题，同时在电机运行过程中，定子2同时也会受到动子4的反作用力，这样设置是为了防止在电机运行过程中，定子2出现位移现象。密封圈凹槽304设置在腔体3的两侧，用于与第一端盖5和第二端盖8上设置的密封圈9进行配合，防止出现腔体3内部的气体泄露，在腔体3的外壁的内部设有平衡孔306，平衡孔306用于与平衡块7配合，保证平衡块7能够在平衡孔306内部滑动，在平衡孔306的两端设有气孔305，气孔305与滑动孔6连通，实现在动子4运动时，平衡孔306内部的平衡块7两端气压的变化，将平衡块7在气压作用下滑动，实现对动子4往复惯性力的平衡，端盖固定孔303和螺栓安装孔503相互配合，实现端盖和腔体3之间的密封效果。
进一步的，本发明的平衡组件设有若干个，且均匀分布在腔体3的外壁内，实现在平衡时，所有的平衡组件内部的平衡块7同时运动，防止定子2单侧平衡时出现偏移振动。
参见图8，更好的，本发明的平衡块7包括平衡块主体701和第二缓冲弹簧702，在平衡块7受到两侧气压的作用向一侧滑动时，由于惯性的作用会出现撞击平衡孔306两侧壁的现象，在平衡块主体701的两侧增加第二缓冲弹簧702，可以将撞击力进行缓冲，防止入平衡块7在内部来回撞击导致内部结构受损，减少撞击时产生的振动现象，同时平衡块7直径略小于所述平衡孔306直径，这样可以保证在平衡块7的两侧气压能够存在压差，在气压压差的作用下将平衡块7推动运动。
参见图7，进一步的，本发明的第一端盖5包括端盖主体501、限位边502、螺栓安装孔503、第一缓冲弹簧504、驱动杆密封圈505和驱动杆配合孔506，限位边502设置在端盖主体501的顶部，在端盖主体501通过螺栓安装孔503安装在腔体3上时，限位边502与套接于定子2外侧的电机外壳1接触，通过螺栓力将电机外壳1和定子2固定，防止出现窜动的现象。在第一端盖5和第二端盖8的内侧均设有第一缓冲弹簧504，第一缓冲弹簧504伸入到滑动孔6的内部，动子4在运动到两端时，通过第一缓冲弹簧504将力进行缓冲，防止撞击端盖造成噪声和端盖损坏。在驱动杆配合孔506的内部设有驱动杆密封圈505，防止腔体3内部的气体出现大量的泄露，导致内部的平衡块7两侧无压差失效。
参见图1，更好的，本发明的电机外壳1包括电机底座101、固定孔102、肋板103和防护外壳104，通过电机底座101和固定孔102将整个电机进行固定，肋板103用于增加电机底座101固定的牢固性，防护外壳104设置在定子2的外侧，实现将电机内部进行防护。
参见图3和图4，在本实例中，往复式电机通过电机外壳1的电机底座101将往复式电机固定，然后给定子2通电，通电采用的是周期性变化的电路，保证定子2有规律的正负极改变，此时定子2产生的磁场也是周期性变化的，由于动子4是永磁体，磁场的变化会导致动子4受力周期性变化，动子4会在滑动孔6内部做往复运动，在动子4做往复运动的同时，由于平衡孔306的两端设有气孔305，动子4两端的气压在变化同时也会通过气孔305作用在平衡孔306内部的平衡块7两侧，这样平衡块7两侧对着动子4的运动也存在周期性的气压变化，而且变化的周期和时间和动子4的变化周期和时间相同，这样平衡块7会做和动子4相反的往复运动，在动子4到达腔体3的第一端盖5一侧时，平衡块7处在第二端盖8一侧；在动子4到达第二端盖8一侧时，平衡块7到达第一端盖5一侧，这样平衡块7和动子4的往复惯性力进行平衡，实现了对往复式电机的往复惯性力的平衡。
综上所述，本发明提供了一种自平衡往复式电机，包括：动子，其为圆柱形永磁体，保证动子在线圈接通电源后能时刻保证收到磁场的力，实现动子的运动受力；腔体，其包括设置于所述腔体外壁的平衡组件、设置于所述腔体两侧的端盖和供所述动子滑动的滑动孔，端盖设置在腔体的两侧，通过端盖将腔体两侧密封，实现腔体内部的密封效果，在腔体外壁上设置平衡组件，可以在动子运动过程中，通过平衡组件将动子往复运动的惯性力进行平衡，防止出现较大的振动现象，所述平衡组件包括设置于所述腔体外壁的平衡孔、可在所述平衡孔内部滑动的平衡块，所述平衡孔两端设有与所述滑动孔连通的气孔，通过设置气孔保证平衡块在平衡孔内部滑动的动力，实现平衡块的运动频率和动子的运动频率相同，保证对惯性力的精准的平衡；定子，其套接于所述腔体外侧，所述定子为线圈，通过对线圈供电实现对动子的作用力；电机外壳，其套接于所述线圈外侧并且固定所述线圈和腔体的位置，通过电机外壳将电机固定和防护。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
Claims (10)
1.一种自平衡往复式电机，其特征在于，包括：
动子，其为柱形永磁体；
腔体，其包括设置于所述腔体外壁的平衡组件、设置于所述腔体两侧的端盖和供所述动子滑动的滑动孔，所述平衡组件包括设置于所述腔体外壁的平衡孔、可在所述平衡孔内部滑动的平衡块，所述平衡孔两端设有与所述滑动孔连通的气孔；
定子，其套接于所述腔体外侧，所述定子为线圈；
电机外壳，其套接于所述线圈外侧并且固定所述线圈和腔体的位置。
2.根据权利要求1所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述动子一侧中心设有驱动杆，所述驱动杆穿设于所述端盖中心。
3.根据权利要求1所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述动子两侧中心设有减重孔。
4.根据权利要求2所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述端盖包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖中心设有与所述驱动杆配合的配合孔。
5.根据权利要求4所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述第一端盖和第二端盖内侧均设有缓冲所述动子冲击力的第一缓冲弹簧。
6.根据权利要求4所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述第一端盖和第二端盖内侧设有与所述腔体两端配合的密封圈。
7.根据权利要求4所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述第一端盖和第二端盖与所述腔体两端螺栓连接，并且所述第一端盖和第二端盖边缘分别顶住所述电机外壳两侧。
8.根据权利要求1所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述平衡组件设有若干个，若干个所述平衡组件均匀布置与所述腔体外壁。
9.根据权利要求1所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述平衡块两侧固设有第二缓冲弹簧，所述平衡块直径略小于所述平衡孔直径。
10.根据权利要求1所述的自平衡往复式电机，其特征在于，所述电机外壳底部设有电机底座，所述电机底座底部设有固定孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A self balancing reciprocating motor Effective date of registration: 20230303 Granted publication date: 20210903 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited by Share Ltd. Weifang branch Pledgor: WEIFANG WANLONG ELECTRIC LLC Registration number: Y2023980033937 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231031 Granted publication date: 20210903 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited by Share Ltd. Weifang branch Pledgor: WEIFANG WANLONG ELECTRIC LLC Registration number: Y2023980033937 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |