[發明專利]動磁式直線振蕩電機及直線壓縮機

在審

• 申請號: 201711180603.4
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107733201A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 趙科;童水光;呂紅兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學常州工業技術研究院
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18;H02K33/02;F04B35/04
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司32280
• 代理人: 朱鑫樂

技術領域

本發明涉及特種電機技術領域，尤其涉及壓縮機技術領域，具體涉及一種動磁式直線振蕩電機及直線壓縮機。

背景技術

目前，冰箱、空調等制冷設備所用的壓縮機依舊多為旋轉式壓縮機，此類壓縮機采用傳統的旋轉電機驅動，利用曲柄連桿機構將旋轉運動轉化為活塞的往復運動。由于結構局限，這種壓縮機具有摩擦阻力大、效率低等缺點，很難對其再做性能上的提升。而直線壓縮機采用直線電機直接驅動活塞做往復驅動，可省去曲柄連桿機構，降低摩擦損耗，提高系統效率，有望成為現有旋轉式制冷壓縮機的更新換代產品。

韓國LG公司在中國專利申請號為CN200880112785.4的文件中公開了一種直線壓縮機，該壓縮機結構的縱向剖面圖如圖8所示，其所用的直線振蕩電機主要由以下結構構成：定子繞組，外定子鐵芯，內定子鐵芯，永磁體，永磁體支架，活塞，諧振彈簧。電機動子由永磁體和非導磁的永磁體支架組成。定子繞組為餅式繞組，內嵌在“C”型結構的外定子鐵芯中。由于電機的主磁路平行于動子的運動方向，所以，決定了內定子鐵芯必須為內緊外松的輻射狀結構。該電機結構緊湊，降低了摩擦損耗，機械效率高，但是其輻射狀結構的內定子硅鋼沖片疊裝難度大，加工困難，增加了加工成本。另外，由于組成內定子的硅鋼沖片厚度均勻，所以內定子的外圓周各硅鋼沖片之間必然存在縫隙，從而使得磁阻變大，而會導致電機效率下降。

中國專利申請號為200610052853.5和201020199357.4的文件中公開了兩種動磁式橫向磁通直線振蕩電機，二者的外定子均采用雙定子結構，如圖9和圖10所示，每個外定子鐵芯的結構與直流無刷電機的凸極式定子鐵芯結構類似，定子繞組為集中式繞組并嵌于外定子鐵芯的齒槽中。電機動子主要包括：永磁體，永磁體支架和活塞。與LG公司的直線壓縮機技術相比，這兩項專利的直線振蕩電機采用的是橫向磁通電機結構，即主磁路垂直于動子的運動方向，所以其內、外定子鐵芯均采用厚度一致的硅鋼沖片沿軸向排列疊裝而成，而不是內緊外松的輻射狀結構，這使得該電機與普通旋轉電機的加工、安裝工藝相同，具有安裝制造方便，結構簡潔，磁阻小的優點，但也存在不足之處。由于定子繞組線圈露出外定子鐵芯的兩端，所以在兩個外定子鐵芯之間，需要有預留一段間隔距離以容納繞組的外露部分。為了與外定子結構尺寸相對應，動子上的永磁體也要相應地預留一段同等長度的結構。電磁分析表明，此段永磁體并不參與電磁力的發生，屬于冗余結構，所以該結構具有以下缺點：造成永磁體、內定子等材料的浪費，永磁體材料的利用率低；增加了動子的質量，根據機械振動原理，壓縮機諧振彈簧的剛度也會相應地增大，增加了制造成本；外定子間隔距離較大，使得機體長度和體積難以做小；會導致永磁體在間隔處產生較大的漏磁，影響磁力線的分布。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種動磁式直線振蕩電機，以解決避免外定子間隔距離較大帶來的缺陷的技術問題。

本發明的第二目的是提供一種直線壓縮機，以解決避免壓縮機的電機中外定子間隔距離較大帶來的缺陷的技術問題。

本發明的動磁式直線振蕩電機是這樣實現的：

一種動磁式直線振蕩電機，其特征在于，包括：

上機架、下機架，設于所述上機架和下機架之間的外定子固定件、固定于所述外定子固定件上的外定子組、設于所述外定子組內腔中的內定子，以及設于所述外定子組和內定子之間的動子；其中

所述外定子組包括軸向排列組成的兩套外定子；所述外定子包括外定子鐵芯和鑲嵌在所述外定子鐵芯的線圈槽中的繞組；

所述外定子鐵芯、內定子和動子均同軸設置；以及

所述外定子鐵芯由若干呈圓周陣列排布的小定子鐵芯拼裝而成；所述小定子鐵芯為螺旋式C型結構，該螺旋式C型的小定子鐵芯的兩端部平行且相互錯開一定距離，并使得構成兩套所述外定子的小定子鐵芯的相對部的兩端部的端面齊平共面。

進一步的，所述小定子鐵芯由上定子和下定子對接形成螺旋式C型結構，該螺旋式C型結構具有適于繞組鑲嵌其中的線圈槽；

所述上定子和下定子均分別包括一基部和與所述基部相連的翼部；

所述上定子的基部和下定子的基部貼合相接；以及

所述上定子的翼部和下定子的翼部分別構成所述螺旋式C型的小定子鐵芯的兩端部。

進一步可選的，構成兩套所述外定子的螺旋式C型小定子鐵芯的螺旋方向相同，且所述螺旋式C型小定子鐵芯的線圈槽中的繞組的繞向相反；以及

兩套所述外定子的螺旋式C型小定子鐵芯的線圈槽中的繞組為串聯或并聯。