CN105680650B - 一种线性压缩机的电机结构及线性压缩机 - Google Patents

Abstract

一种线性压缩机的电机结构及线性压缩机，包括内定子、外定子、动子；所述动子包括动子骨架和磁铁，所述内定子是由扣合在线圈两侧的两个环状结构的导磁片组构成；所述两个环状结构的导磁片组与所述磁铁配合的外壁的厚度和/或长度不同。通过改变组成内定子的导磁片的宽度，避免了磁铁未在平衡位置，导致磁铁受力下降的问题，并且还避免了由于磁铁本身与内定子的接触面积不均，而产生的磁饱和现象，有效的保证了电机的性能和效率。

Description

一种线性压缩机的电机结构及线性压缩机

技术领域

本发明涉及制冷压缩机技术领域，尤其是涉及一种线性压缩机的电机结构及线性压缩机。

背景技术

现有的线性压缩机结构中，特别是在内定子上绕线圈的线性电机结构中，内定子通常都是对称设计，原因是考虑到电机通电时，为了让电流产生的磁场在内定子和外定子之间均匀流动，从而使动子收到较均匀的电机力，压缩机稳定运转。

但在实际使用过程中存在两种情况，导致这样的设计较不理想。一是在电机通电运行时，线圈产生电磁场，该磁场与动子上的磁铁相互作用以推动磁铁运动。磁铁运动的两个极端位置被成为死点，上死点指的是距离气缸活塞较近的位置，下死点指的是远离气缸活塞的位置。直线压机设计时，在上死点附近设置了气缸活塞，在下死点附近设置了很多固定电机或弹簧的机械零部件。当磁铁运动到下死点附近时，由于磁铁磁场通过靠近电机的其他机械零部件泄漏的量较磁铁在上死点附近通过气缸活塞泄漏的量大，即上死点附近的电机部分受到的磁场较大，即形成了磁场在电机上分布不均匀的情况。，由于磁场分布不均匀，会导致内定子产生不对称的局部磁饱和现象，这样会进一步降低该处的电机力。同样的电流磁场下，即同样的输入条件下，动子受到的电机力下降，则动子的输出也会下降。因而降低了电机效率。第二种情况是：对于双排或多排磁铁的线性压缩机，由于压缩机结构空间有限，在整个行程内，电机可以发挥适当的电机力，磁铁位置大多设置的不对称。因为磁铁设置不对称，在电流磁场的作用下，动子受到的力也是不对称的，因此会使电机运转出现不稳定或电机效率低的问题。比如，在动子需要力时，电机力不够，但电机不需要很大力时，电机又给动子很大的力。这样会增加压缩机的控制难度，同时不利于电机的可靠性。另外，磁场不均匀，会在内定子局部形成磁饱和现象，一旦发生磁饱和，即使进一步加大电流，电机力也不会增大，电机效率即会降低。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种线性压缩机的电机结构，以解决现有技术由于未出在平衡位置，影响磁铁受力的问题。

在一些说明性实施例中，所述线性压缩机的电机结构，包括内定子、外定子、动子；所述动子包括动子骨架和磁铁，所述内定子是由扣合在线性压缩机的线圈两侧的两个环状结构的导磁片组构成；所述两个环状结构的导磁片组与所述磁铁配合的外壁的厚度和/或长度不同。

本发明的另一个目的是提供一种线性压缩机。

在一些说明性实施例中，所述线性压缩机，包括：上述电机结构。

与现有技术相比，本发明的说明性实施例包括以下优点：

通过改变组成内定子的导磁片的宽度，避免了磁铁未在平衡位置，导致磁铁受力下降的问题，并且还避免了由于磁铁本身与内定子的接触面积不均，而产生的磁饱和现象，有效的保证了电机的性能和效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是按照本发明的说明性实施例的现有技术中单排磁铁平衡位置处的磁场分布图；

图2是按照本发明的说明性实施例的现有技术中单排磁铁偏移平衡位置处的磁场分布图；

图3是按照本发明的说明性实施例的现有技术中双排磁铁磁场分布图；

图4是按照本发明的说明性实施例的导磁片的结构示意图；

图5是按照本发明说明性实施例的内定子的结构示意图；

图6是按照本发明的说明性实施例的单排磁铁改善后的磁场分布图；

图7是按照本发明的说明性实施例的双排磁铁改善后的磁场分布图；

图8是按照本发明的说明性实施例的导磁片的结构示意图。

具体实施方式

在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。

为了更好的理解本发明中的说明性实施例，下面对本发明的主要思想进行简单说明。

如图1所示，目前，线性压缩机的电机结构，磁铁10介于内定子3和外定子2之间。当电机通电时，磁铁10收到作用力在内定子3和外定子2之间运动。磁铁10的运动存在两个极端位置，分别称为上死点和下死点。当磁铁10运动到最接近气缸6附近的位置时，称为到达上死点，当磁铁运动到最远离气缸6的位置成为下死点。在下死点附近，由于有弹簧7，9和动子骨架8等零部件的存在，机械零部件多，该零部件大多是导磁或导电材质。当磁铁10运动到下死点附近时，磁铁10的磁场通过弹簧7，9和动子骨架8等零部件泄漏到外部，降低了内定子3在下死点附近的磁场强度。而在上死点附近，零部件个数相对较少，或者可以采用非导磁导电材料，当磁铁10运动到上死点附近时，磁场泄漏量少。这样就使得电机在磁铁10运动过程中，靠近上下死点的内定子3的部位磁场强度不同，在上死点处磁场强度强，也就是更容易饱和。这个容易饱和的部位，是限制电机容量增大的主要原因。对于单排磁铁来说，磁场分布如图2所示，容易导致与第二导磁片接触的磁铁的端部A位置处产生磁饱和现象；对于双排磁铁来说，磁场分布如图3所示，容易导致双排磁铁的间隙B位置处产生磁饱和现象；磁饱和现象使线性电机的通电电流进行加强的情况下，也无法使磁铁产生磁饱和现象的位置的磁推力加大。

本发明的主要思想是通过改变内定子的结构，对容易产生磁饱和现象的的位置的内定子局部加宽，通过局部加宽相当于给磁场更多通道，可以使该部位能容纳更多磁场通过，较原先的结构不易发生饱和。避免电机效率降低。特别当电流增大时，磁场密度增大，内定子趋于饱和时，该内定子的不对称结构的优势更加明显。

如图4-7所示，公开了一种线性压缩机的电机结构，电机结构包括：内定子3、外定子2、动子；动子包括磁铁10和动子骨架8；内定子3包绕在线性压缩机的线圈，位于线圈的外部；外定子2位于内定子3外部；磁铁10位于内定子3和外定子2之间；动子骨架8位于磁铁10的一侧，与磁铁10的端部连接。所述内定子3是由扣合在线圈两侧的两个环状结构的导磁片组构成，分别为第一导磁片组301和第二导磁片组302；所述两个环状结构的导磁片组与所述动子配合的外壁的厚度和/或长度不同。

通过改变组成内定子的导磁片的宽度，避免了磁铁未在平衡位置，导致磁铁受力下降的问题，并且还避免了由于磁铁本身与内定子的接触面积不均，而产生的磁饱和现象，有效的保证了电机的性能和效率。

在一些说明性实施例中，每个导磁片组是由若干个环形叠放的导磁片组合而成；其中，导磁片组可以理解为若干个环形叠放的导磁片，也可以理解为一个环状导磁体。

每个导磁片是由第一端部、第二端部和连接第一端部和第二端部的连接部组成，并通过第一端部、连接部和第二端部形成凹形结构；每个导磁片组中的导磁片的第一端部形成该环形结构的导磁片组的外壁，用于与外定子配合驱动磁铁；每个导磁片组中的导磁片的第二端部形成该环形结构的导磁片组的内壁。即第一导磁片组301中的每个第一导磁片3011由第一端部3011A、连接部3011B和第二端部3011C构成；第二导磁片组302中的每个第二导磁片3021由第一端部3021A、连接部3021B和第二端部3021C构成。

其中，所述两个环状结构的导磁片组中靠近所述动子骨架8的导磁片组为第一导磁片组301，远离所述动子骨架8的导磁片组为第二导磁片组302。

在一些说明性实施例中，所述第一导磁片组301的外壁的厚度小于所述第二导磁片组302的外壁的厚度。即第一导磁片组301中的第一导磁片3011的第一端部3011A的宽度小于第二导磁片组302中的第二导磁片3021的第一端部3021A的宽度。

在一些说明性实施例中，第一导磁片组301的外壁的长度小于第二导磁片组302的长度；即第一导磁片组301的第一导磁片3011的第一端部3011A的长度小于第二导磁片组302的第二导磁片3021的第一端部3021A的长度。

在一些说明性实施例中，两个导磁片组中的导磁片的连接部的宽度不同。

在一些说明性实施例中，第一导磁片组301中的第一导磁片3011的连接部3011B的宽度小于所述第二导磁片组302中的第二导磁片3021的连接部3021B的宽度。

通过上述结构使内定子内部的磁场分布在A位置或B位置处不会非常密集，防止磁铁的A位置或B位置处产生磁饱和现象。

在一些说明性实施例中，上述每个导磁片组为一体结构，或者，内定子整体为一体结构。

图8-1、图8-2、图8-3和图8-4示出了内定子的结构可选实施例；

如图8-1所示，可以看出第二导磁片组302的中的第二导磁片3021的第一端部3021A的边缘处对于磁场分布影响随着向端口移动，影响越小，可以通过将第一端部3021A设计为端口渐窄结构，以节省定子材料；

如图8-3所示，可以看出第二导磁片组302中的第二导磁片3021的第一端部3021A与连接部3021B之间的角部对于磁场分布的几乎没有影响，可以通过第一端部3021A与连接部3021B之间的角部设计为圆弧结构，以节省定子材料；

如8-2所示，同样可以将外定子2远离动子骨架8的端部缩减，以节省定子材料；

如8-4所示，也可以将第一导磁片组301中的第一导磁片3011的第一端部3011A与连接部3011B之间的角部向动子骨架8方向延长出部分导磁体，形成环形凸台，以便于动子骨架等其它线性压缩机的部件的安装或改善局部的磁饱和,可以用来固定如谐振弹簧、或者固定与谐振弹簧配合的其他部。

在一些说明性实施例中，公开了一种线性压缩机，包括：外壳1，外壳1的底部通常容纳有润滑油；线性电机，包含外定子2、内定子3、动子，其中动子包括动子骨架8和与动子骨架8连接的磁铁10；线性电机还具有上述实施例中描述的电机结构。气缸6，其外壁与内定子3的内壁相互贴合；活塞5，活塞5位于所述汽缸6的内部；谐振***，包括前谐振弹簧7和后谐振弹簧9；前法兰4，用于固定线性电机。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种线性压缩机的电机结构，包括内定子、外定子、动子；所述动子包括动子骨架和磁铁，其特征在于，所述内定子是由扣合在所述线性压缩机的线圈两侧的两个环状结构的导磁片组构成；

所述两个环状结构的导磁片组与所述磁铁配合的外壁的厚度和/或长度不同；

两个所述导磁片组中的导磁片由第一端部、连接部和第二端部构成；两个所述导磁片组中的导磁片的所述连接部宽度不同。

2.根据权利要求1所述电机结构，其特征在于，所述两个环状结构的导磁片组中靠近所述动子骨架的导磁片组为第一导磁片组，远离所述动子骨架的导磁片组为第二导磁片组；

所述第一导磁片组的外壁的厚度小于所述第二导磁片组的外壁的厚度。

3.根据权利要求2所述的电机结构，其特征在于，所述第一导磁片组的外壁的长度小于所述第二导磁片组的外壁的长度。

4.根据权利要求2或3所述的电机结构，其特征在于，所述环状结构的导磁片组是由扣合在所述线圈一侧的若干个导磁片叠合构成；

每个所述导磁片是由靠近所述磁铁的第一端部，远离所述磁铁的第二端部，以及连接所述第一端部和第二端部的连接部组成；

每个所述导磁片组中的导磁片的第一端部形成该导磁片组的外壁。

5.根据权利要求4所述的电机结构，其特征在于，所述第一导磁片组中的导磁片的连接部的宽度小于所述第二导磁片组中的导磁片的连接部的宽度。

6.根据权利要求4所述的电机结构，其特征在于，所述第二导磁片组中的导磁片的第一端部和连接部之间的角部为圆弧结构。

7.根据权利要求4所述的电机结构，其特征在于，所述第二导磁片组中的导磁片的第一端部为端口渐窄结构。

8.根据权利要求4所述的电机结构，其特征在于，所述第一导磁片组中的导磁片的第一端部和连接部之间的角部向所述动子骨架的方向延伸出部分导磁体。

9.根据权利要求1-3任一项所述的电机结构，其特征在于，每个所述导磁片组为一体成型结构；或，所述内定子为一体成型结构。

10.一种线性压缩机，其特征在于，具有权利要求1-9中任一项所述的电机结构。