CN103560639A - 一种高功率因数直线往复振荡电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高功率因数直线往复振荡电机,包括电机壳体、两个端盖、定子、动子、连杆、输出轴和弹簧,所述定子、动子和弹簧均安装在电机壳体内;所述定子为圆筒体,在定子上缠绕有励磁绕组;所述动子包括环形的背铁和永磁体,永磁体固定在背铁的内侧;所述背铁的上端和输出轴均与连杆轴向固定,所述输出轴同时通过轴承与位于上端的端盖连接,所述输出轴***定子的筒内,所述动子位于定子和电机壳体之间。本发明提供的高功率因数直线往复振荡电机,动子部分由背铁和永磁体共同构成,从而大大提高了动子的机械强度并减小了加工难度;同时,采用双励磁绕组和两块充磁方向相反的永磁体,大大提高了电机的功率因数,使得电能利用率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于压缩机的直线往复振荡电机,尤其一种高功率因数的直线往复振荡电机。
背景技术
如图1所示,是目前比较高效的直线往复振荡电机,图中各个标号为:a1-外定子,a2-内定子,a3-励磁线圈,a4-永磁体,a5-轴线支撑部件、a6-活塞,a7-吸气阀,a8-排气阀。电机结构整体呈圆柱体,主要由电机定子和电机动子构成;其中电机定子包括由钢片构成的外定子和内定子,在外定子内缠绕有励磁线圈;电机动子由永磁体、轴向支撑部件和谐振弹簧构成,其中永磁体与轴向支撑部件固定,轴向支撑部件通过轴向的谐振弹簧与外定子和/或固定板链接;永磁体安装在外定子和内定子的气隙之间,永磁体径向充磁形成恒定磁场,励磁线圈接通交流电后产生交变磁场,这两个磁场相互作用,产生作用于永磁体的轴向驱动力,实现电能高效转换。
该类电机存在以下问题:一方面,电机动子部分由永磁体和轴向支撑部件等组成,其中永磁体较薄且很脆弱,容易折断,这就给制造工艺带来了很大的困难,同时对振荡频率和输出力带来了限制;另一方面,这种振荡电动机在空载和负载时功率因素只在0.5左右,明显偏低,电能利用率不高。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种高功率因数直线往复振荡电机,解决现有直线振荡电机功率因数偏低以及动子机械强度较弱等不足。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种高功率因数直线往复振荡电机,包括电机壳体、两个端盖、定子、动子、连杆、输出轴和弹簧,所述定子、动子和弹簧均安装在电机壳体内;
所述电机壳体为圆筒体,两个端盖分别盖在电机壳体的上下两端;
所述定子为圆筒体,安装在位于下端的端盖上,并与电机壳体保持位置固定,在定子上缠绕有励磁绕组;
所述动子包括背铁和永磁体,所述背铁和永磁体均为环形,且永磁体的外径与背铁的内径相适配,永磁体固定在背铁的内侧;
所述背铁的上端和输出轴均与连杆轴向固定,所述输出轴同时通过轴承与位于上端的端盖连接,所述输出轴***定子的筒内,所述动子位于定子和电机壳体之间,所述输出轴、定子、励磁绕组、永磁体、背铁和电机壳体的轴线均位于同一条直线l上;
所述连杆和位于上端的端盖之间通过弹簧连接,所述输出轴的下端和位于下端的端盖之间通过弹簧连接,所有弹簧的安装方向均平行与直线l。
优选的,所述永磁体为稀土永磁体。
优选的,所述背铁为10号钢材。
优选的,所述连杆和位于上端的端盖之间通过五根弹簧连接,所述五根弹簧以直线l为中心形成环形分布;以防止动子沿圆周方向运动。
优选的,所述永磁体的数目为两个,两个永磁体轴向间隔布置,所述两个永磁体径向充磁但充磁方向相反,用于产生恒定磁场;所述定子的轴向上平行开设有两个环形槽,每个环形槽内绕制一组励磁绕制,两组励磁绕组相串联,但绕制方向相反;所示两个永磁体分别与两组励磁绕组位置对应。因此在同一个轴向截面内,励磁绕组中的电流方向相反,励磁绕组中的交变电流在电机中形成交变的磁场。
所述永磁体可以为由两块以上永磁块拼装成的环形结构。
永磁体产生的恒定磁场的磁力线通过电子、气隙、永磁体和背铁形成闭合回路,交变磁场和恒定磁场相互作用,在动子上产生推力,驱动动子做往复直线运动。
有益效果:本发明提供的高功率因数直线往复振荡电机,动子部分由背铁和永磁体共同构成,从而大大提高了动子的机械强度并减小了加工难度;同时,采用双励磁绕组和两块充磁方向相反的永磁体,大大提高了电机的功率因数,使得电能利用率大大提高。
附图说明
图1为现有直线往复振荡电机的结构示意图;
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种高功率因数直线往复振荡电机,包括电机壳体10、两个端盖1、定子5、动子、连杆2、输出轴和弹簧7,所述定子5、动子和弹簧7均安装在电机壳体10内。
所述电机壳体10为圆筒体,两个端盖1分别盖在电机壳体10的上下两端。
所述定子5为圆筒体,安装在位于下端的端盖1上,并与电机壳体10保持位置固定;所述定子5的轴向上平行开设有两个环形槽,每个环形槽内绕制一组励磁绕制9,两组励磁绕制9相串联,但绕制方向相反;因此在同一个轴向截面内,励磁绕组9中的电流方向相反;所述永磁体4为稀土永磁体;所述背铁3为10号钢材。所述动子包括背铁3和永磁体4,所述背铁3和永磁体4均为环形,且永磁体4的外径与背铁3的内径相适配,永磁体4固定在背铁3的内侧;所述永磁体4的数目为两个,两个永磁体4轴向间隔布置,并分别与两组励磁绕组9位置对应,所述两个永磁体径向充磁但充磁方向相反。所述永磁体4可以为由两块以上永磁块拼装成的环形结构。
所述背铁3的上端和输出轴均与连杆2轴向固定,所述输出轴同时通过轴承6与位于上端的端盖1连接,所述输出轴***定子5的筒内,所述动子位于定子5和电机壳体10之间,所述输出轴、定子5、励磁绕组9、永磁体4、背铁3和电机壳体10的轴线均位于同一条直线l上;
所述连杆2和位于上端的端盖1之间通过五根弹簧7连接,所述五根弹簧7以直线l为中心形成环形分布;以防止动子沿圆周方向运动;所述输出轴7的下端和位于下端的端盖1之间通过一根弹簧7连接;所有弹簧7的安装方向均平行与直线l。
定子5和励磁绕组9组成的整体是初级,永磁体4和背铁5组成的整体是次级。动子由永磁体4和背铁5共同组成,两块永磁体4均是径向充磁,充磁方向相反,形成恒定磁场,定子5内的励磁绕组9中通交变电流,同一截面内的电流方向相反,形成交变磁场,交变磁场和恒定磁场相互作用,在动子上形成推力,驱动动子做周期性的直线往复运动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高功率因数直线往复振荡电机,其特征在于:包括电机壳体(10)、两个端盖(1)、定子(5)、动子、连杆(2)、输出轴和弹簧(7),所述定子(5)、动子和弹簧(7)均安装在电机壳体(10)内;
所述电机壳体(10)为圆筒体,两个端盖(1)分别盖在电机壳体(10)的上下两端;
所述定子(5)为圆筒体,安装在位于下端的端盖(1)上,并与电机壳体(10)保持位置固定,在定子(5)上缠绕有励磁绕组(9);
所述动子包括背铁(3)和永磁体(4),所述背铁(3)和永磁体(4)均为环形,且永磁体(4)的外径与背铁(3)的内径相适配,永磁体(4)固定在背铁(3)的内侧;
所述背铁(3)的上端和输出轴均与连杆(2)轴向固定,所述输出轴同时通过轴承(6)与位于上端的端盖(1)连接,所述输出轴***定子(5)的筒内,所述动子位于定子(5)和电机壳体(10)之间,所述输出轴、定子(5)、励磁绕组(9)、永磁体(4)、背铁(3)和电机壳体(10)的轴线均位于同一条直线l上;
所述连杆(2)和位于上端的端盖(1)之间通过弹簧(7)连接,所述输出轴(7)的下端和位于下端的端盖(1)之间通过弹簧(7)连接,所有弹簧(7)的安装方向均平行于直线l。
2.根据权利要求1所述的高功率因数直线往复振荡电机,其特征在于:所述永磁体(4)为稀土永磁体。
3.根据权利要求1所述的高功率因数直线往复振荡电机,其特征在于:所述背铁(3)为10号钢材。
4.根据权利要求1所述的高功率因数直线往复振荡电机,其特征在于:所述连杆(2)和位于上端的端盖(1)之间通过五根弹簧(7)连接,所述五根弹簧(7)以直线l为中心形成环形分布。
5.根据权利要求1所述的高功率因数直线往复振荡电机,其特征在于:所述永磁体(4)的数目为两个,两个永磁体(4)轴向间隔布置,所述两个永磁体径向充磁但充磁方向相反;所述定子(5)的轴向上平行开设有两个环形槽,每个环形槽内绕制一组励磁绕制(9),两组励磁绕组(9)相串联,但绕制方向相反;所示两个永磁体(4)分别与两组励磁绕组(9)位置对应。
6.根据权利要求1或5所述的高功率因数直线往复振荡电机,其特征在于:所述永磁体(4)为由两块以上永磁块拼装成的环形结构。
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