[發明專利]永磁直線電機及柔腔壓縮機

有效

• 申請號: 201610162080.X
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105680664A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 鄧益彪;黃仲冬
• 申請（專利權）人: 深圳市兆業電子科技有限公司
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18;H02K16/04;F04B35/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電機技術領域，具體涉及一種永磁直線電機及柔腔壓縮機。

背景技術

電機已經成為工業生產中至關重要的關鍵部件之一，廣泛應用于各種工業機器中，例如， 用在壓縮機中驅動活塞。壓縮機通常使用旋轉電機驅動機械部件壓縮做功，螺桿、曲軸等裝 置的存在會消耗部分能量，往復式壓縮機通過機械系統將旋轉運動轉化為直線運動消耗的能 量更大，能效轉換率相對較低。因此，壓縮機更趨向于采用直線電機。

韓、美等國已采用直線電機驅動活塞汽缸實現壓縮而生產線性壓縮機，國內還無此類應 用先例。有缸壓縮機因為活塞桿與活塞缸長期摩擦，致使能耗較高、機械部件磨損大容易損 壞，影響電機功率提升和電機使用壽命。

目前常用的直線電機主要是永磁直線電機，一般來說，永磁直線電機都包括有定子和永 磁動子。永磁動子連接在支架上，傳統的動子是將多片弧形動子拼接成一個圓環狀動子，例 如用八片弧形動子拼接成整個環動子，八片弧形動子充磁相同。定子采用兩個或以上，例如 雙極定子，這兩個定子的N、S極交替錯開排列，這樣就構成一個永磁直線電機。顯然，在 這種電機中，需要至少兩個定子，每個定子都采用硅鋼材料制成，再進行線圈繞組，由此需 要雙倍的定子制作成本，而且定子相對于動子用料較多，制作更難。另外，八片弧形動子之 間有隔片間隔，隔片通過支架連接到傳動軸。這種拼接結構方式的環動子在各片弧形動子之 間有干涉，影響永磁磁性利用，功率低，而且容易漏磁，導致電機效率低下，功率難以有效 提高。

另外，傳統的定子采用多個硅鋼片，并分成n對，每一對硅鋼片對向纏繞同一條線圈， 例如采用八個硅鋼片時，則采用四條線圈繞組，這樣就構成一個永磁電機。電機定子的這種 纏繞方式將使得各對線圈之間產生的磁力線相互干擾，造成磁力損失，影響永磁磁性利用， 降低了電機功率，而且磁力線的強度分布不均勻，導致永磁電機效率低下，功率難以有效提 高。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種結構緊湊、防止磁漏、磁性利用率高、高效節能、制作簡便 且成本低的永磁直線電機及柔腔壓縮機。

一種永磁直線電機，其包括定子和動子，所述動子為永磁輻射環動子，所述環動子包括 傳動軸和裝于傳動軸的環狀永磁體，所述環狀永磁體是一體成型并經輻射充磁的永磁閉環， 所述定子包括由多層硅鋼片重疊而成的硅鋼外環以及由硅鋼外環內表面徑向延伸的多個內硅 鋼片，每個內硅鋼片上繞有線圈繞組，每個定子的多個內硅鋼片上的線圈繞組由一條銅線依 次繞成。

進一步地，所述環狀永磁體在軸向上分成兩個以上永磁輻射環，每個永磁輻射環是一體 成型并經輻射充磁的永磁閉環，相鄰兩個永磁輻射環同一側的磁極性相異，所述環狀永磁體 內側設有隔磁環，相鄰兩個永磁輻射環之間具有間隔環。

進一步地，所述環狀永磁體也可以是一個永磁輻射環，所述定子是雙層定子，所述雙層 定子上的線圈繞組電流方向相異而使得雙層定子形成兩個極性反向的感應磁場以驅動永磁輻 射環動子產生直線往復運動，所述永磁輻射環內側設有隔磁環。

進一步地，所述隔磁環通過連軸支架安裝于傳動軸上，所述連軸支架包括連接于傳動軸 和隔磁環之間呈輻射狀排列的多個支板，所述硅鋼外環為閉環結構，所述多個內硅鋼片與硅 鋼外環為一體成型結構。

進一步地，每個內硅鋼片的末端具有硅鋼齒部，相鄰兩個內硅鋼片以及各自的硅鋼齒部 與硅鋼外環內表面構成收容線圈繞組的腔體，每個硅鋼齒部呈弧形，多個弧形硅鋼齒部相互 間隔并環繞在同一個圓周上或者多個弧形硅鋼齒部相連時構成與硅鋼外環共軸的內環。

進一步地，每個內硅鋼片上線圈都是從靠近硅鋼外環的一側或者都是靠近硅鋼齒部位置 開始纏繞，各個內硅鋼片上的線圈繞組的纏繞方向相同，各個的線圈繞組在內硅鋼片上的走 向一致。

進一步地，每個永磁輻射環的磁力線方向是向心的或輻射狀的，每個永磁輻射環的磁力 線經過傳動軸的軸心。

以及，一種柔腔壓縮機，其包括永磁直線電機和裝于永磁直線電機兩端的壓縮腔，所述 永磁直線電機是如上所述的永磁直線電機。

進一步地，所述壓縮腔為安裝在永磁直線電機的傳動軸端部的柔性伸縮腔，所述柔性伸 縮腔與傳動軸相連。