[實用新型]斯特林制冷機用動磁式直線電機

有效

• 申請號: 201420041064.1
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203708062U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 高瑤;洪慶;鄭珍珍;范仙紅;王中朝;高榮虎;洪磊;陸永達;楊坤;王波;鄭昱鑫
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: H02K33/02
• 分類號: H02K33/02;H02K33/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

技術領域

本實用新型涉及一種斯特林制冷機，具體涉及一種斯特林制冷機用動磁式直線電機。

背景技術

隨著紅外探測技術、高溫超導技術、生命科學技術、航空及航天技術的飛速發展，對小型低溫制冷機的需求不斷增加，尤其對制冷機體積小、重量輕、高效率、可靠性的要求越來越高。相對于傳統的旋轉電機驅動的往復式活塞壓縮電機，直線壓縮機可獲得更高的效率和更長的壽命，同時具有緊湊性、輕型化、效率高的優點，因此在低溫制冷中獲得了較多應用，直線壓縮機的性能很大程度上取決于直線電機的性能，因此對高效直線電機技術的需求日益迫切。

直線電機主要有直線步進電機、直線同步振蕩電機、復合次級直線電機等三種類型，在斯特林制冷機和斯特林脈管制冷機的直線壓縮機中所使用的直線電機一般為直線同步振蕩電機。直線同步振蕩電機利用了電磁力及機械共振原理，直接推移活塞往復振動進行工作，按照電磁驅動方式又可以分為動圈式、動鐵式和動磁式，其基本特征區別在于運動部件是線圈、鐵芯或者是磁鐵。

動磁式直線電機的定子由內、外鐵芯組成，外鐵芯上纏繞環形勵磁線圈，在端部形成磁極，動子由永久磁鐵組成，通過支撐件與彈簧、活塞連接。工作磁場由勵磁線圈產生的交變磁場和永久磁鐵產生的恒定磁場兩部分組成，在兩個磁場的互相作用下，產生軸向的驅動力，從而驅動活塞往復直線運動。這種電機相對于前兩種電機結構緊湊，體積小，動力大，效率高，但是動磁式直線電機也存在動子質量較大，工質污染，可靠性不高，效率偏低，小體積與比推力不可同時兼顧等方面的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種斯特林制冷機用動磁式直線電機，該直線電機動子質量小、比推力大，效率高，可靠性高且結構緊湊。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：包括外殼，外殼內設有動子，所述的動子的內部設有內磁極，動子的外部設有外磁極組件，所述的動子的兩端分別設有第一、第二膜片彈簧，所述的第一膜片彈簧通過第一螺釘與動子相連，所述的第二膜片彈簧通過第二螺釘與外殼相連，所述的外磁極組件包括外磁極以及嵌合在外磁極內的漆包線線圈組件，漆包線線圈組件包括漆包線線圈、線圈骨架以及絕緣層，所述的漆包線線圈纏繞在線圈骨架上，絕緣層設置在漆包線線圈的外周，所述的外磁極通過第三螺釘固定于外殼上，且所述的外磁極為分體結構，由兩個半圓形磁極拼合而成，外磁極上設有用于漆包線線圈引線的內側引線孔與外側引線孔，同時外磁極的外側圓周上開設有固定孔，外磁極的內側圓周上開有減少渦流損失的豁口槽，外磁極內部設有放置漆包線線圈組件的布線槽，所述的內磁極粘結于氣缸體的外徑上，且所述的內磁極上設有沿周向布置的細長槽，所述的汽缸體的活塞通過第四螺釘固定于第二膜片彈簧上。?

所述的動子由動子骨架、磁鋼、磁鋼套環和磁鋼底部擋環組成，動子骨架的外徑上粘結有圓環形的磁鋼，所述的磁鋼外周粘結有防止磁鋼沿周向脫落的磁鋼套環，所述的動子骨架上還焊接有防止磁鋼下落的磁鋼底部擋環。

所述的動子骨架由不銹鋼材料制成，動子骨架上設有第一減重孔與減重槽，所述的第一減重孔與減重槽分別沿動子骨架的周向均勻布置多個，動子骨架的底部還設有第二減重孔和活塞定位孔，所述的活塞定位孔與汽缸體的活塞相配合，所述的動子骨架上還設有與第一膜片彈簧相固定的螺紋孔。

所述的第一膜片彈簧的兩側分別設有第一外墊片與第一內墊片，所述的第二膜片彈簧的兩側分別設有第二外墊片與第二內墊片。

所述的磁鋼徑向充磁，其外磁極極性同為S，內磁極極性同為N，所述的磁鋼由3-5對磁鋼片組成。?

所述的磁鋼套環由不銹鋼材料制成，其厚度為0.15mm－0.25mm。

所述的磁鋼底部擋環由不銹鋼材料制成，其厚度為0.4mm-0.6mm。

所述的外磁極由軟磁合金材料制成。

所述的線圈骨架由非金屬材料制成，且所述的線圈骨架上開設有出線孔，所述的漆包線線圈的直徑為0.4mm-0.6mm。

由上述技術方案可知，本實用新型的外磁極由兩個半圓形磁極拼裝而成，易于安裝和固定，同時外磁極上設置的內、外側引線孔與線圈骨架出線孔的配合可以方便電機引線，外側圓周開有固定孔可用于外磁極的牢固定位并減輕了重量，內側圓周開設的豁口槽可減少渦流損失，內磁極直接粘接在氣缸體外徑上，減輕了動子質量，從而使電機的比推力增大，效率提升，同時由于運動慣性質量減小從而使制冷機的振動減小，提高了制冷機運行的可靠性。?

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；