CN115912720A - 一种斯特林制冷机的转子结构、电机及制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种斯特林制冷机的转子结构、电机及制冷机，其包括：转子铁芯；软磁体，其设置所述转子铁芯的外围，且具有安装槽；以及永磁体，其全部/部分安装于所述安装槽内。本发明通过软磁体对永磁体的磁通量进行引导，能有效的提高电机效率、减小转矩波动、降低转子铁芯磁通，提高电机的平均转矩。

Description

一种斯特林制冷机的转子结构、电机及制冷机

技术领域

本发明涉及斯特林制冷机技术领域，尤其涉及一种斯特林制冷机的转子结构、电机及制冷机。

背景技术

旋转式斯特林制冷机具有结构紧凑、体积小、重量轻、效率高等特点，可作为红外探测器、超导滤波等设备的理想冷源，在低温行业、科研等领域均有广泛应用。

目前，旋转式斯特林制冷机的电机结构在工作过程中存在如下问题：

电机转矩波动引起振动噪音，同时较大的电机转矩波动会增加制冷机工作时电机控制器的控制难度，甚至会引起电流波动和焦温波动。

同时，目前旋转式斯特林制冷机的电机结构中，因磁钢是直接粘接在铁芯上的，无导磁结构，因此转子励磁区域磁通较分散，铁芯磁轭容易产生磁通饱和，导致电机效率及电机平均转矩较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斯特林制冷机的转子结构、电机及制冷机，其通过软磁体对永磁体的磁通量进行引导，能有效的提高电机效率、减小转矩波动、降低转子铁芯磁通，提高电机的平均转矩。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，提供了一种斯特林制冷机的电机转子结构，其包括：

转子铁芯；

软磁体，其设置在所述转子铁芯的外围，且具有沿周向分布的多个安装槽；

以及多个永磁体，其全部/部分安装于所述安装槽内。

优选的，每一安装槽内均安装一个或多个永磁体。

优选的，所述软磁体通过粘合或结构自锁的方式连接所述转子铁芯的外周面，和/或，所述永磁体通过粘合或结构自锁的方式安装于所述安装槽内。

优选的，所述软磁体包括：环形部，其套设在所述转子铁芯外围，且所述环形部的外周面向外延伸形成若干突出部，相邻两个突出部之间形成一安装槽。

优选的，所述环形部、突出部为一体成型结构。

优选的，所述软磁体包括：若干个弧状部，每一弧状部外周面向外延伸形成若干突出部，相邻两个突出部之间形成一安装槽。

优选的，至少一个弧状部与其外周面上的突出部为一体成型结构。

优选的，每一弧状部上形成多个安装槽。

还提供一种电机，其包括上述电机转子结构以及定子结构。

还提供一种斯特林制冷机，其包括上述电机转子结构或上述电机。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明可以通过软磁体对永磁体的磁通量进行引导，使永磁体的磁通能更多的聚集在电机有效工作区域内，因此可在无需改变现有制冷机外形尺寸及对应电机尺寸规格的同时，能有效的提高电机效率、减小转矩波动、降低转子铁芯磁通，提高电机的平均转矩。

附图说明

图1为本发明实施例4中电机的横截面结构示意图。

图2为本发明实施例2中软磁体的整体结构图。

图3为本发明实施例3中软磁体的整体结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

实施例1：

如图1所示，本实施例公开了一种旋转式斯特林制冷机的电机转子结构，其包括：

转子铁芯1，其整体为圆柱状结构；

软磁体5，其设置所述转子铁芯1的外围，且具有沿周向分布的多个安装槽51；

以及永磁体4，其全部/部分安装于所述安装槽51内。

进一步的，所述软磁体5由高磁导率、低矫顽力、饱和磁通密度高的材料(如铁硅合金以及各种软磁铁氧体等)制成，且通过粘合或结构自锁等方式连接转子铁芯1的外周面。

所述永磁体4包括陶瓷磁铁，例如铁氧体磁铁等，且可以有多个，同时，每一安装槽51内均通过粘合或结构自锁等方式安装一个或多个永磁体4，且所述安装槽51内的永磁体4均不与转子铁芯1接触；优选的，若一安装槽51内安装多个永磁体4，则多个永磁体4沿转子铁芯1周向依次排列设置，而不在转子铁芯1径向上堆叠设置。

由此，本实施例中的转子结构包括软磁体5、永磁体4和转子铁芯1，其结构装配简单，且可以通过软磁体5对永磁体4的磁通量进行引导，使永磁体4的磁通能更多的聚集在电机有效工作区域内，因此可在无需改变现有制冷机外形尺寸及对应电机尺寸规格的同时，能有效的提高电机效率、减小转矩波动、降低转子铁芯磁通，提高电机的平均转矩。

实施例2：

如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于，所述软磁体5包括：

环形部52，其套设在所述转子铁芯1外围，且通过粘合或结构自锁等方式连接转子铁芯1，同时，所述环形部52的外周面向外延伸形成若干突出部53，相邻两个突出部53之间形成一安装槽51。

进一步的，所述环形部52、突出部53为一体成型结构。

实施例3：

如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于，所述软磁体5为分体式结构，其包括：

若干个弧状部52’，其沿转子铁芯1的周向设置，且相邻两个弧状部52’之间的间距为0或不为0，且间距不为0时，间距可根据转子铁芯1外径人为设置；

进一步的，每一弧状部52’通过粘合或结构自锁等方式连接转子铁芯1，且每一弧状部52’外周面向外延伸形成若干突出部53’，相邻两个突出部53’之间形成一安装槽51，且每一弧状部52’上可形成多个安装槽51。

此外，至少一个弧状部52’与其外周面上的突出部53’为一体成型结构。

实施例4：

本实施例提供了一种电机，其包括：实施例1-3任一项所述电机转子结构以及定子结构，具体的，如图1所示，所述定子结构包括：

定子铁芯3，其环绕实施例1-3任一项所述电机转子结构设置，且在周向上形成若干线圈安装空间31；

定子线圈2，其安装于所述线圈安装空间31内，且每一线圈安装空间31内对应安装一组定子线圈2。

实施例5：

本实施例提供了一种斯特林制冷机，其包括实施例1-3任一项所述的电机转子结构或实施例4所述电机。

综上所述，本发明结构装配简单，其可以通过软磁体对永磁体的磁通量进行引导，使永磁体的磁通能更多的聚集在电机有效工作区域内，因此可在无需改变现有制冷机外形尺寸及对应电机尺寸规格的同时，能有效的提高电机效率、减小转矩波动、降低转子铁芯磁通，提高电机的平均转矩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种斯特林制冷机的电机转子结构，其特征在于，包括：

转子铁芯；

软磁体，其设置在所述转子铁芯的外围，且具有沿周向分布的多个安装槽；

以及多个永磁体，其全部/部分安装于所述安装槽内。

2.如权利要求1所述的电机转子结构，其特征在于，每一安装槽内均安装一个或多个永磁体。

3.如权利要求1所述的电机转子结构，其特征在于，所述软磁体通过粘合或结构自锁的方式连接所述转子铁芯的外周面，和/或，所述永磁体通过粘合或结构自锁的方式安装于所述安装槽内。

4.如权利要求1所述的电机转子结构，其特征在于，所述软磁体包括：环形部，其套设在所述转子铁芯外围，且所述环形部的外周面向外延伸形成若干突出部，相邻两个突出部之间形成一安装槽。

5.如权利要求4所述的电机转子结构，其特征在于，所述环形部、突出部为一体成型结构。

6.如权利要求1所述的电机转子结构，其特征在于，所述软磁体包括：若干个弧状部，每一弧状部外周面向外延伸形成若干突出部，相邻两个突出部之间形成一安装槽。

7.如权利要求6所述的电机转子结构，其特征在于，至少一个弧状部与其外周面上的突出部为一体成型结构。

8.如权利要求6所述的电机转子结构，其特征在于，每一弧状部上形成多个安装槽。

9.一种电机，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的电机转子结构以及定子结构。

10.一种斯特林制冷机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电机转子结构或权利要求9所述的电机。

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