CN205356115U - 一种直线振荡电机以及压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开的一种直线振荡电机，包括定子铁芯、绕组和动子，其中，所述定子铁芯由硅钢片叠压而成，所述定子铁芯包括框架和设置在所述框架上的磁极齿；所述绕组绕在所述框架或所述磁极齿上；所述动子与所述磁极齿相对设置，且所述动子的表面与所述磁极齿的表面之间形成气隙，所述动子包括非磁性支架和沿运动方向并列布置在所述非磁性支架上的两个永磁体，两个所述永磁体同一侧面的磁性相反。本实用新型中的所述定子铁芯由硅钢片叠压而成，与现有技术相比定子铁芯叠压时不需要错位，因此简化了直线振荡电机的加工工艺。本实用新型还公开了一种压缩机。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种直线振荡电机以及压缩机。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。
目前，用于直线压缩机的直线振荡电机多采用C型外定子结构，具体地，直线振荡电机包括绕组、内外定子铁芯和动子，其中，绕组为集中绕组，有骨架包裹；外定子铁芯由多块C型铁芯构成，多块C型铁芯均匀分布在骨架上，每块C型铁芯由两块L型铁芯拼接而成，L型铁芯夹紧在骨架的铁芯定位槽中，内定子铁芯为内紧外松的辐射状结构；动子包括永磁体和非导磁支架，呈圆筒形，永磁体在气隙一侧极性相同。当绕组通电时，两块L型铁芯齿部产生相反的极性，使得永磁体受到轴向方向的电磁推力。永磁体极性确定后，动子运动方向由绕组中电流流向决定。但是，上述结构的直线振荡电机中外定子铁芯叠压时扣点要不断错位，以使铁芯靠近气隙一侧圆弧气隙更加均匀，外定子铁芯叠片工艺复杂。
因此，如何提供一种加工工艺简单的直线振荡电机，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种直线振荡电机，以简化加工工艺；
本实用新型的另一个目的在于提供一种压缩机。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种直线振荡电机，包括定子铁芯、绕组和动子，其中，所述定子铁芯由硅钢片叠压而成，所述定子铁芯包括框架和设置在所述框架上的磁极齿；所述绕组绕在所述框架或所述磁极齿上；所述动子与所述磁极齿相对设置，且所述动子的表面与所述磁极齿的表面之间形成气隙，所述动子包括非磁性支架和沿运动方向并列布置在所述非磁性支架上的两个永磁体，两个所述永磁体同一侧面的磁性相反。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述框架为矩形结构，所述框架内设置有至少一对磁极齿，每对磁极齿中的两个所述磁极齿相对设置，两个所述磁极齿之间设置有所述动子，两个所述磁极齿上绕有所述绕组，且两个所述绕组的绕向相同；相邻的两对磁极齿上的绕组的绕向相同。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述磁极齿均沿所述框架的长度方向或所述框架的宽度方向延伸。
优选地，在上述直线振荡电机中，每对磁极齿上的两个所述绕组相互串联或相互并联。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述框架为工型结构，所述框架的两侧设置有两对磁极齿，每对磁极齿中的两个所述磁极齿相对设置，两个所述磁极齿之间设置有所述动子；所述绕组绕在所述框架上。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述框架为正多边形结构，每条边向中心延伸出一个磁极齿，所述绕组绕在所述磁极齿上，相邻的磁极齿上的所述绕组的绕向相反，各绕组相互串联。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述磁极齿与所述永磁体相对的面为平面或圆弧面。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述永磁体与所述磁极齿相对的面为平面或圆弧面。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述永磁体为钕铁硼永磁体。
优选地，在上述直线振荡电机中，所述气隙的宽度范围为0.5-1.1mm。
一种压缩机，包括直线振荡电机和活塞，所述直线振荡电机的动子与所述活塞相连，所述直线振荡电机为如上任一项所述的直线振荡电机。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例中的直线振荡电机，绕组上通入电流，磁极齿极性与其中一个永磁体的一侧的磁极相同，与另一个永磁体的同一侧的磁极相反，两片永磁体受到轴向方向的电磁力，动子沿轴向运动；改变电流方向，动子运动方向反向；当通入交变电流，动子实现往复振荡运动。采用本实用新型实施例中的直线振荡电机对于定子铁芯的要求不高，只要定子铁芯的磁极齿能够提供一种磁极方向能够改变的场所就能够实现动子的往复震荡，因此，本实用新型中的所述定子铁芯能够由硅钢片叠压而成，与现有技术相比定子铁芯叠压时不需要错位，简化了直线振荡电机的加工工艺。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一所提供的直线振荡电机的立体结构示意图；
图2为本实用新型实施例一所提供的直线振荡电机中定子铁芯的立体结构示意图；
图3为本实用新型实施例一所提供的直线振荡电机中动子的立体结构示意图；
图4为本实用新型实施例一所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图5和图6为本实用新型实施例一所提供的直线振荡电机的往复运动时的原理图；
图7为本实用新型实施例二所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图8为本实用新型实施例三所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图9为本实用新型实施例四所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图10为本实用新型实施例五所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图11为本实用新型实施例六所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图12为本实用新型实施例七所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；
图13为本实用新型实施例七所提供的直线振荡电机的立体剖视结构示意图。
其中，100为定子铁芯、101为框架、102为磁极齿、200为动子、201为非磁性支架、202为永磁体、300为绕组、400为气隙。
具体实施方式
本实用新型的核心在于提供一种直线振荡电机，以简化加工工艺；本实用新型的另一核心在于提供一种压缩机。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
请参阅图1、图7至图12，图1为本实用新型实施例一所提供的直线振荡电机的立体结构示意图；图7为本实用新型实施例二所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；图8为本实用新型实施例三所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；图9为本实用新型实施例四所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；图10为本实用新型实施例五所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；图11为本实用新型实施例六所提供的直线振荡电机的主视结构示意图；图12为本实用新型实施例七所提供的直线振荡电机的主视结构示意图。
本实用新型实施例提供的直线振荡电机，包括定子铁芯100、绕组300和动子200，其中，定子铁芯100由硅钢片叠压而成，定子铁芯100包括框架101和设置在框架101上的磁极齿102；绕组300绕在框架101或磁极齿102上；动子200与磁极齿102相对设置，且动子200的表面与磁极齿102的表面之间形成气隙400，动子200包括非磁性支架201和沿运动方向并列布置在非磁性支架201上的两个永磁体202，两个永磁体202同一侧面的磁性相反。
本实用新型实施例中的直线振荡电机，绕组300上通入电流，磁极齿102极性与其中一个永磁体202的一侧的磁极相同，与另一个永磁体202的同一侧的磁极相反，两片永磁体202受到轴向方向的电磁力，动子200沿轴向运动；改变电流方向，动子200运动方向反向；当通入交变电流，动子200实现往复振荡运动。采用本实用新型实施例中的直线振荡电机对于定子铁芯100的要求不高，只要定子铁芯100的磁极齿102能够提供一种磁极方向能够改变的场所就能够实现动子200的往复震荡，因此，本实用新型中的定子铁芯100能够由硅钢片叠压而成，与现有技术相比定子铁芯100叠压时不需要错位，简化了直线振荡电机的加工工艺。
请参阅图1、图7至图10，在本实用新型这几个实施例中，框架101为矩形结构，框架101内设置有至少一对磁极齿102，每对磁极齿102中的两个磁极齿102相对设置，两个磁极齿102之间设置有动子200，两个磁极齿102上绕有绕组300，且两个绕组300的绕向相同；相邻的两对磁极齿102上的绕组300的绕向相同。
以一个框架101中设置有一对磁极齿102为例，请参阅图1、图7至图8，在该实施例中框架101为矩形结构，框架101内设置有一对磁极齿102，该对磁极齿102中的两个磁极齿102相对设置，两个磁极齿102之间设置有动子200，两个磁极齿102上绕有绕组300，且两个绕组300的绕向相同。
同一时刻，两绕组300电流方向相同，两磁极齿102极性相反，定子铁芯100中磁力线走向如图4所示，磁力线闭合平面与动子200运动方向垂直，两片永磁体202受到轴向方向的电磁力，动子200沿轴向运动，如图5所示；改变电流方向，动子200运动方向反向，如图6所示；通入交变电流，动子200实现往复振荡运动。
需要说明的是，定子铁芯100厚度由压缩机活塞行程决定，与活塞行程相同或稍大于活塞行程，一定排量的压缩机活塞行程由运行频率决定，频率越高，气缸尺寸越小，行程越短，定子铁芯100厚度也越小，因此高频有利于降低电机体积。
气隙400的气隙400宽度，即磁极齿102与动子200表面之间的距离，在0.5-1.1mm之间，设置在此范围内可以减小永磁体202用量和动子200重量，避免引起动子200与定子铁芯100之间产生摩擦。
绕在两个磁极齿102上的两绕组300可并联也可以串联，根据反电势幅值要求调整，较低的反电势可以降低控制器输出要求，绕组300中电流频率和幅值可通过控制器调整。
通过调整永磁体202的厚度、永磁体202的宽度和齿磁极宽度，使得磁极齿102磁密所处范围在1.3-1.6T之间；以保证该直线振荡电机在启动或恶劣工况下不产生局部失磁现象。
永磁体202为磁性较强的钕铁硼材料，每台电机有两片永磁体202，沿运动方向并列放置，同侧极性相反，永磁体202运动方向长度接近铁芯厚度，两片永磁体202运动方向间距L0，活塞行程L，L/5＜L0＜L/3时可以获得较好的反电势波形。
非磁性支架201为密度轻、机械强度较大的合金材料或者复合材料加工而成，以提高谐振频率或降低弹簧刚度。
图1中，永磁体202与磁极齿102相对的表面为平面，磁极齿102与永磁体202相对的表面为平面；图7和图8中，永磁体202与磁极齿102相对的表面为弧面，磁极齿102与永磁体202相对的表面为弧面，即永磁体202气隙400接触面为弧面，磁极齿102相应变为弧面以形成均匀气隙400，永磁体202切面呈中间厚，两边薄的形态。采用此种结构的直线振荡电机气隙400接触面积增大，电机出力增加，而且边缘较薄的永磁体202更加容易固定，便于非磁性支架201的设计和加工。
请参阅图9和图10，对于大排量的活塞压缩机，在该实施例中框架101为矩形结构，框架101内设置有两对磁极齿102，每对磁极齿102中的两个磁极齿102相对设置，两个磁极齿102之间设置有动子200，两个磁极齿102上绕有绕组300，且两个绕组300的绕向相同，相邻的两对磁极齿102上的绕组300的绕向相同。
上述结构中各对磁极齿102可以沿着框架101的长度方向布置、宽度方向布置或者长度方向以及宽度方向均布置，不管各对磁极齿102如何布置，但是，所有的磁极齿102均沿框架101的长度方向或框架101的宽度方向延伸。其中，图9中的磁极齿102沿框架101的宽度方向延伸，图10中的磁极齿102沿框架101的长度方向延伸。
在本实用新型实施例中，铁芯定子与上述图1至图8实施例中的铁芯定子仅仅是磁极齿102数量的不同，其他结构相同，此处不再赘述。动子200与上述图1至图8实施例中的动子200仅仅是数量的不同，其他结构相同，此处不再赘述。气隙400与上述图1至图8实施例中的气隙400仅仅是数量的不同，其他结构相同，此处不再赘述。
在本实用新型另一实施例中，请参阅图11，框架101为工型结构，框架101的两侧设置有两对磁极齿102，每对磁极齿102中的两个磁极齿102相对设置，两个磁极齿102之间设置有动子200；绕组300绕在框架101上。与图1所示的直线振荡电机相比绕组300变为1个，动子200变为2个，对称分布在定子铁芯100的两个气隙4005中，采用本实用新型实施例中结构能够增加电机出力，方便绕线，改善永磁体202热环境。
在本实用新型另一个实施例中，请参阅图12至图13，框架101为正多边形结构，每条边向中心延伸出一个磁极齿102，绕组300绕在磁极齿102上，相邻的磁极齿102上的绕组300的绕向相反，各绕组300相互串联；每个磁极齿102与一个动子200相对，磁极齿102与动子200之间形成气隙400。采用此种结构的直线振荡电机适用于大排量的活塞压缩机。
在本实用新型实施例磁极齿102的结构与图1至图10所示的磁极齿102的结构相同，永磁体202与图1至图10中所示的永磁体202的结构相同，永磁体202为瓦片形或方形或前述扩展方案的形式。
本实用新型还公开了一种压缩机，包括直线振荡电机和活塞，直线振荡电机的动子200与活塞相连，该直线振荡电机为上述实施例公开的直线振荡电机，因此兼具上述实施例的所有技术效果，本文在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种直线振荡电机，其特征在于，包括定子铁芯(100)、绕组(300)和动子(200)，其中，所述定子铁芯(100)由硅钢片叠压而成，所述定子铁芯(100)包括框架(101)和设置在所述框架(101)上的磁极齿(102)；所述绕组(300)绕在所述框架(101)或所述磁极齿(102)上；所述动子(200)与所述磁极齿(102)相对设置，且所述动子(200)的表面与所述磁极齿(102)的表面之间形成气隙(400)，所述动子(200)包括非磁性支架(201)和沿运动方向并列布置在所述非磁性支架(201)上的两个永磁体(202)，两个所述永磁体(202)同一侧面的磁性相反。
2.如权利要求1所述的直线振荡电机，其特征在于，所述框架(101)为矩形结构，所述框架(101)内设置有至少一对磁极齿(102)，每对磁极齿(102)中的两个所述磁极齿(102)相对设置，两个所述磁极齿(102)之间设置有所述动子(200)，两个所述磁极齿(102)上绕有所述绕组(300)，且两个所述绕组(300)的绕向相同；相邻的两对磁极齿(102)上的绕组(300)的绕向相同。
3.如权利要求2所述的直线振荡电机，其特征在于，所述磁极齿(102)均沿所述框架(101)的长度方向或所述框架(101)的宽度方向延伸。
4.如权利要求3所述的直线振荡电机，其特征在于，每对磁极齿(102)上的两个所述绕组(300)相互串联或相互并联。
5.如权利要求1所述的直线振荡电机，其特征在于，所述框架(101)为工型结构，所述框架(101)的两侧设置有两对磁极齿(102)，每对磁极齿(102)中的两个所述磁极齿(102)相对设置，两个所述磁极齿(102)之间设置有所述动子(200)；所述绕组(300)绕在所述框架(101)上。
6.如权利要求1所述的直线振荡电机，其特征在于，所述框架(101)为正多边形结构，每条边向中心延伸出一个磁极齿(102)，所述绕组(300)绕在所述磁极齿(102)上，相邻的磁极齿(102)上的所述绕组(300)的绕向相反，各绕组(300)相互串联。
7.如权利要求1至6中任一项所述的直线振荡电机，其特征在于，所述磁极齿(102)与所述永磁体(202)相对的面为平面或圆弧面。
8.如权利要求7所述的直线振荡电机，其特征在于，所述永磁体(202)与所述磁极齿(102)相对的面为平面或圆弧面。
9.如权利要求8所述的直线振荡电机，其特征在于，所述永磁体(202)为钕铁硼永磁体。
10.如权利要求9所述的直线振荡电机，其特征在于，所述气隙(400)的宽度范围为0.5-1.1mm。
11.一种压缩机，包括直线振荡电机和活塞，所述直线振荡电机的动子(200)与所述活塞相连，其特征在于，所述直线振荡电机为如权利要求1-10任一项所述的直线振荡电机。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN106329745A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-01-11 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 定子铁芯、电机、装配方法及压缩机 |
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2016
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