[發明專利]軸向磁路斯特林制冷機用直線電機

有效

• 申請號: 200810202693.7
• 申請日: 2008-11-13
• 公開（公告）號: CN101741211A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 鄭文鵬;施進浩;魯華;張洲
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十一研究所
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02K1/22
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習群

技術領域

本發明涉及一種斯特林制冷機用直線電機，特別涉及一種軸向磁 路斯特林制冷機用直線電機。

背景技術

隨著紅外探測技術的發展，斯特林制冷機得到了越來越多的應 用，而斯特林制冷機用直線電機是整個制冷系統的關鍵驅動部件。目 前常用的直線電機根據運動部件的不同可分為動圈式和動磁式，其中 動圈式直線電機的運動部件是線圈，長期運行會造成引出線的疲勞損 傷，從而縮短了制冷機的壽命。動磁式直線電機的運動部件是磁鋼， 可以避免引線伸縮疲勞造成的壽命縮短問題。目前，長壽命斯特林制 冷機用直線電機多采用徑向(R向)磁路的動磁式結構。該結構直線電 機的不足之處是如果電機在運行過程中動子位置出現徑向偏移，會產 生較大的單邊磁拉力，造成活塞和殼體的摩擦，從而降低制冷機壽命， 這就對電機的安裝提出了很高的要求。如圖1采用徑向磁路的動磁式 直線電機結構示意圖所示，磁鋼為徑向充磁，其中左磁鋼10充磁方 向如箭頭11所示，右磁鋼5充磁方向如箭頭8所示，右磁鋼5、左 磁鋼10和活塞7固定在動子支架2上，共同構成電機動子，該動子 由板彈簧6支撐。在電機運行過程中，如果存在動子出現徑向偏移， 則會因磁鋼和定子鐵芯3之間的吸引而產生單邊磁拉力，而這種磁拉 力會加劇這種徑向偏移，最終導致活塞7和殼體1之間相互摩擦，降 低制冷機的壽命。

發明內容

本發明的技術問題是要提供一種提高制冷機壽命的軸向磁路斯 特林制冷機用直線電機。

為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種軸向磁路斯特林制 冷機用直線電機，包括定子、動子和板彈簧，定子由殼體、左定子鐵 芯及左定子線圈、右定子鐵芯及右定子線圈以及板彈簧構成，動子由 內磁鋼、外磁鋼、動子支架和活塞組成，內磁鋼與外磁鋼用隔磁環隔 開，內磁鋼和外磁鋼的充磁方向相反，均為軸向充磁。

所述左定子和右定子線圈輸入的電流方向相反。

所述板彈簧外側連接電機定子，內側連接電機動子。

所述內磁鋼和外磁鋼之間的隔磁環由非磁性材料制成。

當電機工作時，左定子線圈、右定子線圈通以反向電流，產生的 磁場和動子磁鋼產生的磁場相互作用，推動動子沿軸向運動。通過控 制線圈的電流方向，可以改變動子的運動方向。

本發明的優越功效在于：電機采用動磁式結構，磁鋼充磁方向為 軸向，在動子沿軸向往復運動時，如果動子發生徑向偏移，由于定子 和動子磁場的自矯正作用，會產生與動子偏移方向相反的力，而且偏 移距離越大，產生的反方向作用力越大。這樣，保證了動子在電機運 行過程中不會沿徑向發生大的偏移，而且對因外力產生的偏移具有自 動矯正作用，從而可以避免活塞和缸體發生摩擦，延長了制冷機的壽 命。

附圖說明

圖1是現有的徑向磁路斯特林制冷機用直線電機結構示意圖；

圖2是本發明的結構示意圖；

圖3是本發明的動子受力情況示意圖；

圖4是本發明的動子受力情況另一示意圖；

圖中標號說明

1-殼體；???????????????2-動子支架；

3-定子鐵芯；???????????4-線圈；

5-右磁鋼；?????????????6-板彈簧；

7-活塞；???????????????8-右磁鋼充磁方向；

10-左磁鋼；????????????11-左磁鋼充磁方向；

21-右定子鐵芯；????????22-左定子鐵芯；

23-右定子線圈；????????24-左定子線圈；

25-外磁鋼；????????????26-內磁鋼；

27-外磁鋼充磁方向；????28-內磁鋼充磁方向；

29-隔磁環；????????????41-電流流出方向；

42-電流流入方向；??????43-動子受力方向一；

53-動子受力方向二。

具體實施方式

請參閱附圖所示，對本發明作進一步的描述。