CN217388508U - 直线电机的磁路结构、直线电机和动圈式线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及直线电机的磁路结构、直线电机和动圈式线性压缩机，其中磁路结构包括永磁体组件和可移动的动圈组件，永磁体组件和动圈组件的数量均为两组，两组动圈组件沿动圈组件的移动方向间隔设置，两组永磁体组件与两组动圈组件一一对应设置；动圈组件包括线圈部，永磁体组件包括第一永磁体和第二永磁体，两组永磁体组件的第一永磁体分别与两组动圈组件的线圈部对应设置，第一永磁体的两个磁极设置在第一永磁体靠近和远离线圈部的两端，两组永磁体组件的第一永磁体的磁极方向相反，每个第一永磁体的至少一侧设有第二永磁体，且第二永磁体靠近第一永磁体的一端的磁极与第一永磁体靠近线圈部的一端的磁极相同，可提高动圈式线性压缩机的工作效率。

Description

直线电机的磁路结构、直线电机和动圈式线性压缩机

技术领域

本公开涉及线性压缩机技术领域，尤其涉及一种直线电机的磁路结构、直线电机和动圈式线性压缩机。

背景技术

动圈型线性压缩机因其结构上的特点实现了径向力的完全消除，而且在开路时在载流线圈上不产生轴向力和扭矩，因而具有高效率、低噪声和高可靠的突出优点，进而成为近30年来国际范围内空间回热式低温制冷机(以脉冲管制冷机和斯特林制冷机为代表)的首选动力源。以美国为代表的西方发达国家为例，在近20年间发射升空的具有5年以上长寿命要求的航天脉冲管制冷机中，绝大多数都采用了线性压缩机。

现有的动圈线性压缩机中，永磁体仅设置在线圈部的一侧，即该永磁体靠近线圈部一侧的磁力线穿过线圈区域，而永磁体的两端的部分磁场则很难穿过线圈区域，在一定程度上降低了穿过线圈区域磁力线的密度，从而无法使得压缩机的功率达到最大化。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种直线电机的磁路结构、直线电机和动圈式线性压缩机。

本公开提供了一种直线电机的磁路结构，包括永磁体组件和可移动的动圈组件，所述永磁体组件和所述动圈组件的数量均为两组，两组所述动圈组件沿所述动圈组件的移动方向间隔设置，两组所述永磁体组件与两组所述动圈组件一一对应设置；所述动圈组件包括线圈部，所述永磁体组件包括第一永磁体和第二永磁体，两组所述永磁体组件的所述第一永磁体分别与两组所述动圈组件的所述线圈部对应设置，所述第一永磁体的两个磁极设置在所述第一永磁体靠近和远离所述线圈部的两端，两组所述永磁体组件的第一永磁体的磁极方向相反，每个所述第一永磁体的至少一侧设有所述第二永磁体，且所述第二永磁体靠近所述第一永磁体的一端的磁极与所述第一永磁体靠近所述线圈部的一端的磁极相同；所述线圈部中通入交流电。

可选的，每组所述永磁体组件包括两个所述第二永磁体，两个所述第二永磁体分设于所述第一永磁体的两侧。

可选的，两个所述第二永磁体关于所述第一永磁体对称设置。

可选的，两个所述动圈组件的移动方向相反。

可选的，两个所述动圈组件的线圈部的绕线方向相同且通电方向相反。

可选的，两个所述动圈组件的线圈部的绕线方向相反且通电方向相同。

可选的，所述动圈组件包括线圈架，所述线圈部缠绕在所述线圈架的外壁上。

可选的，所述第一永磁体和所述第二永磁体的形状均为环形，所述动圈组件可移动的穿设于所述第一永磁体和所述第二永磁体内。

本公开还提供了一种直线电机，包括上述任一项所述的磁路结构。

本公开还提供了一种动圈式线性压缩机，包括两个对置设置的气缸和如上述直线电机，且每个所述气缸对应设置有一组永磁体组件和一组动圈组件。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的直线电机的磁路结构，设置两组永磁体组件和两组动圈组件，每组永磁体组件对应一组动圈组件，每组动圈组件包括一个线圈部，永磁体组件包括第一永磁体和第二永磁体，每组永磁体组件的第一永磁体与每组动圈组件的线圈部对应设置，第一永磁体的两个磁极设置在第一永磁体靠近和远离线圈部的两端，两组永磁体组件的第一永磁体的磁极方向相反，因此，两个第一永磁体的磁场可以叠加，第一永磁体的至少一侧设有第二永磁体，且第二永磁体靠近第一永磁体的一端的磁极与第一永磁体靠近线圈部的磁极相同，这样一来，第二永磁体可以对与之相邻的第一永磁体的磁感线进行约束集中，使之更多的与线圈部对应，可提高动圈式线性压缩机的工作效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一些实施例所述直线电机的磁路结构的结构示意图；

图2为本公开一些实施例所述动圈式线性压缩机的结构示意图。

其中，1、动圈组件；2、永磁体组件；101、线圈部；102、线圈架；201、第二永磁体；202、第一永磁体；3、轭铁；4、导向槽；5、气缸；6、活塞部；7、通气管道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本公开实施例提供了一种直线电机的磁路结构，包括永磁体组件2和可移动的动圈组件1，永磁体组件2和动圈组件1 的数量均为两组，两组动圈组件1沿动圈组件1的移动方向间隔设置，两组永磁体组件2和两组动圈组件1一一对应设置，每个动圈组件1 包括一个线圈部101，每组永磁磁体组件2包括第一永磁体202和第二永磁体201，两组永磁体组件2的第一永磁体202分别与两组动圈组件 1的线圈部101对应设置，第一永磁体202的两个磁极设置在两个第一永磁体202靠近和远离线圈部202的两端，两组永磁体组件的2第一永磁体202的磁极相反，每个第一永磁体202的至少一侧设有第二永磁体201，且第二永磁体201靠近第一永磁体202的一端的磁极与第一永磁体202靠近线圈部101的一端的磁极相同。

具体的，两组永磁体组件2的两个第一永磁体202的磁极相反，这样两个第一永磁体202相互之间也会产生磁感线，形成磁场的叠加，而每个第一永磁体202的至少一侧设有第二永磁体201，第二永磁体 201在第一永磁体202的至少一侧对第一永磁体202靠近线圈部101 的一端的发出的磁感线进行约束，使第一永磁体202靠近线圈部101 的一端发出的磁感线向中间聚集，从而使两个动圈组件1在移动时，切割更多的磁感线，提高两个动圈组件1的运动速度，进而提高压缩机的工作效率。

进一步的，在本公开的一些实施例中，两组永磁体组件2包括两个第二永磁体201，两个第二永磁体201分设于第一永磁体202的两侧，且两个第二永磁体202靠近第一永磁体201的一端的磁极均与第一永磁体202靠近线圈部101的一端的磁极相同。两个第二永磁体201在第一永磁体202的左右两侧对第一永磁体201靠近线圈部101的一端发出的磁感线进行约束，使第一永磁体201靠近线圈部101的一端发出的磁感线更好的向中间聚集。此外，位于左侧的第一永磁体201的右侧的第二永磁体202的右端的磁极与右侧的第一永磁体201靠近线圈部101的一端的磁极相同，因此，位于左侧的第一永磁体201的右侧的第二永磁体202的右端会对右侧的第一永磁体201靠近线圈部101 的一端发出的磁极进行排斥，提高对右侧的第一永磁体202的磁感线的约束能力。同样的，位于右侧的第一永磁体202左侧的第二永磁体 201的左端的磁极与左侧的第一永磁体202靠近线圈部101的一端的磁极相同，因此，位于右侧的第一永磁体202的左侧的第二永磁体201 的左端会对左侧的第一永磁体202靠近线圈部101的一端发出的磁极进行排斥，提高对左侧的第一永磁体202的磁感线的约束能力。

进一步的，在本公开的一些实施例中，两个第二永磁体201关于第一永磁体202对称设置，这样一来，位于第一永磁体202两侧的两个第二永磁体201对第一永磁体202靠近线圈部101的一端发出的磁感线的约束力是一致的，其结构也更加稳定。

进一步的，在本公开的一些实施例中，两个动圈组件1的移动方向相反。具体的，两个动圈组件1在移动时，朝相互靠近的方向移动，或朝相互远离的方向移动。

具体的，线圈部101中通入交流电，通过改变电流的方向，来改变安培力的方向。

进一步的，在本公开的一些实施例中，两个动圈组件1的线圈部 101的绕线方向相同且通电方向相同，这样在两个线圈部101通电时，受到的安培力方向相反，因此两个动圈组件1可以沿相反的方向移动。

进一步的，在本公开的另外一些实施例中，两个动圈组件1的线圈部101的绕线方向相反且通电方向相反，这种情况，在两个线圈部 101通电时，受到的安培力方向相反，因此，两个动圈组件1可以沿相反的方向移动。

进一步的，在本公开的一些实施例中，动圈组件1包括线圈架102，线圈部101采用一根导线顺时针或逆时针缠绕在线圈架102上，线圈部101通入交流电，通过改变电流的方向，来改变动圈组件1的移动方向。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第一永磁体202和第二永磁体201的形状均为环形，动圈组件1可移动的穿设于第一永磁体202 和第二永磁体201内。具体的，左侧的第一永磁体202套设在左侧的动圈组件1上，且左侧的动圈组件1可以沿左侧的第一永磁体202的轴向移动，右侧的第一永磁体202套设在右侧的动圈组件1上，且右侧的动圈组件1可以沿右侧的第一永磁体202的轴向移动。左侧的动圈组件1和右侧的动圈组件1同轴设置。

进一步的，在本公开的一些实施例中，还提供了一种直线电机，包括上述任一种磁路结构。

更进一步的，如图2所示，本公开的一些实施例中，还提供了一种线性压缩机，包括上述直线电机。

具体的，线性压缩机一般为动圈式线性压缩机，动圈式线性压缩机包括壳体、设置在壳体内部的两个气缸5、与气缸5配合的两个活塞部6以及上述磁路结构，两个气缸5对置设置，且两个气缸5之间设置有通气管道7，通气管道7分别与两个气缸5连通，气缸5的内腔通过通气管道7与外部连通。上述磁路结构关于通气管道7对称的设置在壳体内，进一步的，壳体内设有轭铁3，轭铁3的两端沿活塞部6 的运动方向分别开设有两个环形的导向槽4，两个永磁体组件5固定在导向槽4的内壁上，两个动圈组件1分别可移动的设置在两个导向槽4内，且两个动圈组件1分别与两个活塞部6连接，用于带动两个活塞部6在两个气缸5内移动。该动圈式线性压缩机采用双缸对置式设计，结构稳定性更好，且该动圈式线性压缩机的两个气缸对应的永磁体组件的两个第一永磁体的磁场可以相互叠加，单组永磁体组件的两个第二永磁体可以对第一永磁体的磁感线进行约束集中，增大与线圈部对应的磁感线的密度。

综上所述，本公开实施例提供的直线电机的磁路结构、直线电机和动圈式线性压缩机，通过在两个气缸处设置两组永磁体组件和两组动圈组件，通过两组动圈组件的移动分别带动两个气缸内的活塞部的移动，且两组永磁体组件的两个第一永磁体的磁极方向相反，进而两组永磁体组件的两个第一永磁体的磁场可以叠加，单组永磁体组件的两个第二永磁体可以对第一永磁体的磁感线进行约束集中，增大线圈部对应的磁感线的密度，进而提高压缩机的工作效率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的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公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，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 (10)

1.一种直线电机的磁路结构，其特征在于，包括永磁体组件(2)和可移动的动圈组件(1)，所述永磁体组件(2)和所述动圈组件(1)的数量均为两组，两组所述动圈组件(1)沿所述动圈组件(1)的移动方向间隔设置，两组所述永磁体组件(2)与两组所述动圈组件(1)一一对应设置；所述动圈组件(1)包括线圈部(101)，所述永磁体组件(2)包括第一永磁体(202)和第二永磁体(201)，两组所述永磁体组件(2)的所述第一永磁体(202)分别与两组所述动圈组件(1)的所述线圈部(101)对应设置，所述第一永磁体(202)的两个磁极设置在所述第一永磁体(202)靠近和远离所述线圈部(101)的两端，两组所述永磁体组件(2)的第一永磁体(202)的磁极方向相反，每个所述第一永磁体(202)的至少一侧设有所述第二永磁体(201)，且所述第二永磁体(201)靠近所述第一永磁体(202)的一端的磁极与所述第一永磁体(202)靠近所述线圈部(101)的一端的磁极相同；所述线圈部(101)中通入交流电。

2.根据权利要求1所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，每组所述永磁体组件(2)包括两个所述第二永磁体(201)，两个所述第二永磁体(201)分设于所述第一永磁体(202)的两侧。

3.根据权利要求2所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，两个所述第二永磁体(201)关于所述第一永磁体(202)对称设置。

4.根据权利要求1所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，两个所述动圈组件(1)的移动方向相反。

5.根据权利要求4所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，两个所述动圈组件(1)的线圈部(101)的绕线方向相同且通电方向相同。

6.根据权利要求4所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，两个所述动圈组件(1)的线圈部(101)的绕线方向相反且通电方向相反。

7.根据权利要求1所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，所述动圈组件(1)包括线圈架(102)，所述线圈部(101)缠绕在所述线圈架(102)的外壁上。

8.根据权利要求1所述的直线电机的磁路结构，其特征在于，所述第一永磁体(202)和所述第二永磁体(201)的形状均为环形，所述动圈组件(1)可移动的穿设于所述第一永磁体(202)和所述第二永磁体(201)内。

9.一种直线电机，其特征在于，包括1-8任一项所述的磁路结构。

10.一种动圈式线性压缩机，其特征在于，包括两个对置设置的气缸(5)和如权利要求9所述的直线电机，且每个所述气缸(5)对应设置有一组永磁体组件(2)和一组动圈组件(1)。

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