NL8802471A

NL8802471A - Motor-compressor eenheid.

Info

Publication number: NL8802471A
Application number: NL8802471A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1990-05-01
Also published as: EP0364026A1; JPH02277973A; US4992685A

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Motor-compressor eenheid.

De uitvinding heeft betrekking op een motor-compressor eenheid omvattende een trillingsmotor met een magnetiseerbare stator, tenminste één spoel aangebracht op de stator, cirkelboogvormige luchtspleten tussen statordelen, een anker dat heen- en weergaand draaibaar is óm een motoras, welk anker is voorzien van tenminste één poolelement, zodanig dat het heen- en weer bewegen van het anker een beweging veroorzaakt van het poolelement respektievelijk de poolelementen in en uit de luchtspleten, en waarbij een wisselstroom door de spoel een afwisselende vergroting en verkleining van de flux in de luchtspleten veroorzaakt, en een compressor met een lineaire heen- en weergaande zuiger, waarbij het anker met de zuiger is gekoppeld.

Een dergelijke motor-compressor eenheid is bekend uit Ü.S. octrooi 4,700,090.

De uitvinding beoogt een dergelijke motor-compressor verder te verbeteren en heeft daartoe het kenmerk, dat de stator uit één deel bestaat en de vorm van een W heeft, waarbij zich de luchtspleten tussen de kopse zijde van de middenpoot van de W en elk der buitenpoten van de W bevinden, dat het poolelement is vervaardigd uit permanent magnetisch materiaal, en dat ten opzichte van de motoras de koppeling tussen de zuiger en het anker diametraal tegenover het poolelement is aangebracht.

Een dergelijke motor-compressor samenstelling heeft een aantal voordelen ten opzichte van de in Ü.S. octrooi 4,700,090 beschreven motor-compressor, te weten - slechts één stator onderdeel; de grootte van de luchtspleten is hierdoor minder tolerantie gevoelig dan bij een luchtspleet verkregen door samenstelling van meerdere statordelen, - een poolelement van permanent magnetisch materiaal is goedkoper te vervaardigen dan een uit vele lagen opgebouwd poolelement van magnetiseerbaar materiaal, - de motor-compressor eenheid is beter gebalanceerd, dat wil zeggen minder onderhevig aan trillingen, omdat de op de motoras werkende reactiekrachten elkaar grotendeels compenseren, - de zelfinductie van de motorspoel niet alleen lager is, maar ook meer constant, hetgeen gunstig is voor de electronische besturing van de motor-compressor.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van twee in tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden. Hierin is:

Figuur 1 een schematisch weergegeven motor-compressor eenheid met één poolelement, en

Figuur 2 een schematisch weergegeven motor-compressor eenheid met twee poolelementen.

De motor-compressor eenheid is opgebouwd uit een trillingsmotor 1 en een compressor 21, die vast met elkaar zijn verbonden. De trillingsmotor bevat slechts één statordeel 2 waarvan de vorm het best beschreven kan worden als een W-vorm (of M-vorm), met een middenpoot 3 en twee buitenpoten 4, 5. De stator is vervaardigd van magnetiseerbaar materiaal. Tussen de kopse zijde 6 van de middenpoot 3 en de uiteinden 7 respektievelijk 8 van de buitenpoten 4 respektievelijk 5 bevinden zich cirkelboogvormige luchtspleten 9 respektievelijk 10. Een anker 11 is draaibaar gelagerd om een motoras 12.

De motor van Figuur 1 is een homopolaire motor, hetgeen betekent dat het anker is voorzien van één poolelement 13 vervaardigd uit permanent magnetisch materiaal en gepolariseerd in, bij voorkeur, radiale richting. Het heen- en weer bewegen van het anker 11 veroorzaakt een beweging van het poolelement 13 in de luchtspleten 9 en 10, en wel zodanig dat, wanneer het anker bijvoorbeeld tegen de richting van de klok in beweegt, het uiteinde 14 van het poolelement in de luchtspleet 9 beweegt, terwijl het andere uiteinde 15 dan uit de luchtspleet 10 beweegt. Om elke buitenpoot 4 respektievelijk 5 van de stator is een spoel 16 respektievelijk 17 aangebracht. De spoelen zijn zodanig gewikkeld, dat een wisselstroom door de spoelen afwisselend een vergroting van de flux in de ene luchtspleet en een verkleining van de flux in de andere luchtspleet en omgekeerd veroorzaakt. Dientengevolge ondergaat het poolelement 13 en dus het anker 11 een oscillerende beweging.

De motor van Figuur 2 is een heteropolaire motor, hetgeen betekent dat het anker is voorzien van twee al dan niet met elkaar verbonden poolelementen 18 en 19, die vervaardigd zijn uit permanent magnetisch materiaal en waarbij het ene poolelement tegengesteld gepolariseerd is ten opzichte van het andere poolelement. Een spoel 20 is om de middenpoot 3 aangebracht. Het is natuurlijk ook mogelijk om elke buitenpoot te voorzien van een spoel. Eén van de spoelen moet dan wel andersom gewikkeld worden dan in Figuur 1 is aangegeven. Ook bij de in Figuur 2 getoonde motor ontstaat onder invloed van een wisselstroom door de spoel of spoelen een oscillerende beweging van het anker.

De compressor 21 bevat een compressorblok 22 met daarin een cylinder 23. In de cylinder is een zuiger 24 aangebracht, die een lineaire heen- en weergaande beweging kan uitvoeren. De zuiger 24 is door middel van een koppeling 25 met het anker 11 gekoppeld. Ten opzichte van de motoras 12 ligt de koppeling 25 diametraal tegenover het poolelement 13 (Figuur 1) of de poolelementen 18, 19 (Figuur 2).

In de inleidende beschrijving is reeds vermeld, dat de motor-compressor eenheid volgens de onderhavige uitvinding beter gebalanceerd is in vergelijking met de motor-compressor eenheid volgens het U.S. octrooi 4,700,090. Dit kan als volgt nader worden toegelicht: Bij de motor-compressor van het U.S. octrooi geeft een wisselende zuigerkracht via het anker een wisselende reactiekracht op de motoras en dus op de gehele motor-compressor eenheid, die daardoor in trilling geraakt. De poolelementen van het anker zijn t.o.v. de motoras diametraal tegenover elkaar gelegen, waardoor de traagheidskrachten elkaar compenseren en geen reactiekracht op de motoras leveren.

Bij de motor-compressor opbouw volgens de uitvinding ontstaat er eveneens een wisselende reactiekracht op de motoras als gevolg van de wisselende zuigerkracht. De wisselende traagheidskracht van het anker echter geeft wel een wisselende reactiekracht op de motoras. Wel nu, de twee genoemde reactiekrachten op de motoras zijn in tegenfase en heffen elkaar grotendeels op, waardoor de resulterende reactiekracht op de motoras en het lager slechts gering is.

Ook werd in de inleidende beschrijving vermeld, dat de zelfinductie van de motor niet alleen lager is, maar ook meer constant is. Dit kan als volgt nader worden toegelicht:

Bij de motor van het U.S. octrooi 4,700,090 is het poolelement van magnetiseerbaar materiaal en heeft derhalve invloed op de zelfinductie. Wanneer een poolelement in een luchtspleet wordt getrokken, onstaan er in feite twee zeer kleine luchtspleten, waardoor een hoge zelfinductie ontstaat, ffordt het poolelement uit de luchtspleet getrokken, dan ontstaat er in feite een veel grotere luchtspleet en dus een vele malen kleinere zelfinductie. Deze grote en wisselende zelfinductie stelt hoge eisen aan een elektronische besturing van de motor-compressor.

Bij de onderhavige uitvinding zijn de poolelementen van permanent magnetisch materiaal. Ten aanzien van de grootte van de zelfinductie gedragen permanente magneten zich als lucht. Dit betekent dat bij de onderhavige motor de zelfinductie niet alleen lager is, omdat de luchtspleet groter is, maar ook dat de zelfinductie constant is, omdat het in- en uit bewegen van het permanent magnetische poolelement daarop geen invloed heeft. Derhalve hoeven aan een electronische besturing minder hoge eisen gesteld te worden.

Claims

Motor-compressor eenheid omvattende - een trillingsmotor met een magnetiseerbare stator, tenminste één spoel aangebracht op de stator, cirkelboogvormige luchtspleten tussen statordelen, een anker dat heen- en weergaand draaibaar is om een motoras, welk anker is voorzien van tenminste één poolelement, zodanig dat het heen- en weer bewegen van het anker een beweging veroorzaakt van het poolelement respektievelijk de poolelementen in en uit de luchtspleten, en waarbij een wisselstroom door de spoel een afwisselende vergroting en verkleining van de flux in de luchtspleten veroorzaakt, en - een compressor met een lineaire heen- en weergaande zuiger, waarbij het anker met de zuiger is gekoppeld, met het kenmerk, - dat de stator uit één deel bestaat en de vorm van een W heeft, waarbij zich de luchtspleten tussen de kopse zijde van de middenpoot van de W en elk der buitenpoten van de W bevinden, - dat het poolelement is vervaardigd uit permanent magnetisch materiaal, en - dat ten opzichte van de motoras de koppeling tussen de zuiger en het anker diametraal tegenover het poolelement is aangebracht.