CN110291704B - 横向磁通往复电机及包括该横向磁通往复电机的往复压缩机 - Google Patents

Abstract

一种横向磁通往复电机和包括该横向磁通往复电机的往复压缩机，该横向磁通往复电机包括：定子，具有内定子和位于内定子外部且在径向方向上与内定子间隔开的外定子；至少一个磁体线圈，缠绕在定子上；至少一个磁体，耦接到内定子的外圆周表面或外定子的内圆周表面，并且具有沿磁体线圈产生的磁通的正交方向布置的不同磁极；以及动子，***到内定子和外定子之间形成的腔体中，由磁性材料制成，并相对于定子往复运动。实现了一种磁共振弹簧，用于利用在定子和动子之间移动到低磁阻的力引起动子相对于定子的共振运动，从而减小往复电机和包括它的往复压缩机的尺寸和重量并获得更高的效率。

Description

横向磁通往复电机及包括该横向磁通往复电机的往复压缩机

技术领域

本发明涉及一种横向磁通往复电机以及包括所述横向磁通往复电机的往复压缩机。

背景技术

电机是一种通过将电能转化为机械能来获得旋转力或往复力的设备。根据施加至该电机的电力，电机可分为交流电机(AC)和直流电机(DC)。

电机包括定子和动子(mover)(或转子)。设有磁体的动子根据电流流进定子中设置的线圈中时产生的磁通方向旋转或往复运动。

根据电机的运动类型，电机可分为旋转电机和往复电机。在旋转电机的情况下，通过施加于磁体线圈的电力在定子中产生的磁通，动子相对于定子旋转。相反，在往复电机的情况下，动子相对于定子作线性往复运动。

往复电机是通过将具有立体结构的电机的磁通改变为平坦(flat，扁平)形状而得到的，并且是一种具有平坦动子的电机，所述平坦动子被设置在平坦定子上，以根据定子磁场的变化进行线性移动。

近来，已提出了用于压缩机的往复电机，其中，定子以圆柱形形状形成为具有内定子和外定子，缠绕有在所述内定子或所述外定子的任一处产生感应磁场的磁体线圈，并且具有沿定子的轴向方向设置的磁极的磁体被设置于动子中，以允许动子在内定子和外定子之间的气隙中往复运动。

韩国注册专利号10-0492615(以下简称“现有技术1”)和韩国注册专利号10-0539813(以下简称“现有技术2”)中公开了用于压缩机的往复电机，这些韩国注册专利通过引用并入本文。

在现有技术1和现有技术2中，通过径向堆叠经冲孔(punching，冲压)的(多个)薄板形成的多个铁芯，外定子和内定子被形成为圆柱形形状。现有技术1公开了存在多个铁芯径向堆叠在内定子和外定子两者中的结构。现有技术2公开了存在多个铁芯径向堆叠在内定子中且环状堆叠的芯块径向堆叠在外定子中的结构，该结构作为现有技术1的改进。

然而，在上述传统往复电机中，由于数百个铁芯被单独冲孔然后径向堆叠以形成上述内定子或外定子，因此难以冲孔和径向堆叠数百个铁芯且难以呈圆柱形地(cylindrically)固定铁芯。因此，难以制造内定子和外定子。

也就是说，由于许多铁芯(也就是数百个铁芯)被冲孔，因此制造成本增加。此外，由于铁芯是单独且径向堆叠的，因此装配过程困难且装配时间过度增加，从而增加了制造成本。

此外，即使在预定数量的铁芯被单独堆叠以形成若干芯块并随后将芯块径向堆叠时，由于数百个铁芯被冲孔，并且铁芯被单独和径向地堆叠在内定子中，因此装配定子的装配过程的劣势及其所需的制造成本的劣势仍然存在。

此外，在传统往复电机中，为了将内定子和外定子固定和维持成圆柱形形状，固定环被压紧。然而，当铁芯被单独堆叠时，难以在对铁芯内设置的固定凹槽的位置进行对准的同时堆叠铁芯，并且难以将固定环压入并固定在数百个铁芯内设置的固定凹槽内。

此外，如果将多个铁芯组合以形成芯块，则通过一般的填缝(caulking)过程来保持芯块的形状。如果铁芯的面积较小，则一些铁芯的形状可能会在填缝过程中发生扭曲和改变，因此不能减小铁芯的尺寸。因此，在缩小电机尺寸方面是有限制的。

此外，上述传统往复电机具有的问题在于，动子由压缩盘簧(coil spring)的机械共振弹簧支撑，但由于压缩盘簧所产生的共振，特定的周期不能用作为驱动频率(即使在一定周期的驱动频率内)。

此外，根据传统往复电机，当压缩盘簧的机械共振弹簧被安装时，鉴于压缩盘簧的特性，在机械应力极限和振动距离方面存在限制。因此，例如，由于共振弹簧应具有一定的线性直径和长度，因而在减小往复电机的水平长度方面存在限制。

此外，根据传统往复电机，当压缩盘簧的机械共振弹簧被安装时，在动子和定子的每个中均应设置用于固定压缩盘簧的两端的弹簧支撑构件，进而出现了使得电机的机械结构复杂的问题。此外，由于多个共振弹簧应在高压下进行加压以安装在动子的前后两侧处，因此出现了使得装配过程变得困难的问题。

此外，根据传统往复电机，由于安装了压缩盘簧的机械共振弹簧，而动子通过因压缩盘簧的特性所产生的侧向力被偏心地布置，因此与定子的摩擦损失增大。

此外，根据传统往复电机，由于包括磁体的动子被设置成在外定子与内定子之间往复运动，因此在动子的内侧和外侧的每侧均形成气隙，故使整个气隙增大，从而出现了电机效率恶化的问题。

同时，根据传统的往复电机，由于支撑磁体的磁体框架的厚度较大，并且因此增加了动子的总重量，从而增加了功耗，且进一步增加了外定子与内定子之间的气隙，从而出现了电机效率更加恶化的问题。

最后，采用上述往复电机的往复压缩机仍然存在往复电机的上述问题。因此，在缩小往复压缩机尺寸方面是有限制的。

发明内容

技术问题

本发明实施例的目标是提供一种能够使用驱动频率内的所有共振频率的往复电机。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够在轴向方向上缩小电机的尺寸。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够通过减轻动子的重量以降低功耗来增加电机效率。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够通过仅增加磁体的尺寸而保持动子的尺寸来增加电机输出。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够通过减小动子的长度来通过公差最小限度地保持磁性气隙。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够通过磁性气隙使电机弹簧的刚度最大化。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够通过容易地制造定子而降低制造成本。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够比径向堆叠更容易地堆叠(多个)块，并通过以表面接触状态沿轴向方向堆叠构成定子或动子的这些块而有利地维持堆叠状态。

本发明的另一个目标是提供一种往复电机，该往复电机能够通过在绕线筒(bobbin)上缠绕磁体线圈，然后将外定子***绕线筒的腔体内而提高工作性能。

本发明的另一个目标是通过缩小往复电机的尺寸来提供一种小型轻量的往复压缩机。

解决方案

根据本发明的横向磁通往复电机包括：定子，具有内定子和外定子，所述外定子位于内定子外部并与所述内定子在径向方向上隔开；至少一个磁体线圈，缠绕在所述定子上；至少一个磁体，耦接至所述内定子的外周向表面或所述外定子的内周向表面，并且具有在磁体线圈所产生的磁通的正交方向上布置的不同的磁极；以及动子，所述动子被***所述内定子与所述外定子之间形成的腔体中，该动子由磁性材料制成并相对于定子往复运动。

因此，可通过减轻动子的重量来降低功耗，以增加电机效率。此外，可移动芯暴露于气隙中，因此可最小限度地保持可移动芯、磁体和定子之间的磁性气隙。

此外，所述定子和/或所述动子可以通过在所述动子的往复运动方向上堆叠多个芯块而形成。因此，由于构成定子或动子的块在相互表面接触的情况下沿轴向方向堆叠，因此与径向堆叠相比较，这种堆叠变得容易且有利地保持堆叠状态。

此外，所述外定子可包括形成磁路的轭部和从轭部沿径向方向延伸以环绕所述动子的齿部，所述磁体线圈可缠绕在所述齿部上并与所述齿部耦接。

此外，在所述定子的周向方向上能够以预定的间隔形成偶数个齿部，并且与每个齿部耦接的磁体线圈可以在与相邻磁体线圈所产生的磁通方向相反的方向上产生磁通。

此外，磁体的数量可以等于所述磁体线圈的数量，并且所述磁体可以设置为具有与相邻磁体的磁极相反的磁极。

此外，所述外定子可包括形成磁路的轭部和从轭部延伸以环绕所述动子的齿部，并且所述磁体线圈可缠绕在所述轭部上。

此外，轭部和齿部可分离，磁体线圈可形成腔体，且所述轭部可***所述磁体线圈的腔体中，然后与所述齿部连接，或者所述齿部可***所述磁体线圈的腔体中，然后与所述轭部连接。因此，在磁体线圈缠绕在绕线筒上之后，将外定子***绕线筒的腔体中，从而提高工作性能。

此外，所述外定子可通过堆叠具有轭部和齿部的多个定子芯块而形成，并且在所述轭部或齿部中可形成紧固孔，且多个定子芯块可由穿过紧固孔的紧固构件紧固。

此外，定子可以包括形成为使所述磁体线圈设置在所述齿部的两侧处的轭部。

此外，定子可以包括形成为使所述磁体线圈设置在所述齿部的一侧处的轭部。

此外，与磁体线圈耦接的轭部可分为多个轭部，并且所述磁体线圈形成腔体，所述多个轭部中的至少一个可***所述磁体线圈的腔体中。因此，在磁体线圈缠绕在绕线筒上之后，将外定子***绕线筒的腔体中，从而提高工作性能。

此外，多个磁体可以在所述内定子的外周向表面或所述外定子的外周向表面的周向方向上耦接并可设置成具有与相邻磁体的磁极不同的磁极。

此外，磁体线圈可以缠绕在具有腔体的绕线筒上。

此外，所述多个分开的轭部可***所述磁体线圈的腔体中，然后彼此连接。

根据本发明的往复压缩机包括：壳体，具有内部空间；往复电机，设置在壳体的内部空间中并且具有往复动子；活塞，耦接至往复电机的动子并随着动子一起往复运动；气缸，具有***于其中的所述活塞并且形成压缩空间；抽吸阀，打开和关闭所述压缩空间的抽吸侧；以及排放阀，打开和关闭所述压缩空间的排放侧。

往复电机包括上述横向磁通往复电机。因此，由于提供了小型轻量的往复电机，因此可以减小往复压缩机的尺寸和重量。

发明的有益效果

根据本发明，由于动子通过磁共振弹簧共振，因此可以防止所使用的频率被限制在预定周期的驱动频率内，并可提高电机的效率。

根据本发明，由于动子通过磁共振弹簧共振，因此可以减少使动子共振的部件数量，从而进一步减小电机的水平长度。

根据本发明，由于动子通过磁共振弹簧共振，因此可以防止动子由于共振弹簧的侧向力而被偏心布置，并可减少摩擦损失和噪音。

根据本发明，由于磁体耦接至定子的端部，因此可以减轻动子的重量并降低功耗。因此，可增加电机的效率。

根据本发明，由于定子和动子易于制造，因此可以降低制造成本。

根据本发明，由于构成定子或动子的块以表面接触的状态沿轴向方向堆叠，因此与径向堆叠相比，可以更容易地堆叠块，并有利地保持堆叠状态。

根据本发明，由于磁体线圈缠绕在绕线筒上然后外定子被***绕线筒的腔体中，因此可提高工作性能。

根据本发明，由于提供了上述往复电机，因此可提供小型轻量的往复压缩机。

也就是说，根据本发明，可缩小电机的尺寸，可提高电机的效率，可减轻电机的重量，以及可降低电机的噪音。此外，通过本发明实施例的部件可获得可以理解的各种效果。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的横向磁通往复电机的示意性立体图。

图2是示出图1所示的横向磁通往复电机的部件的立体图。

图3和图4是沿着图1的线IV-IV和IV'-IV'截取的横截面视图。

图5是示出图1的横向磁通往复电机的正视图。

图6和图7是沿着图5的线V-V截取的示意图，以便解释根据本实施例的往复电机的运行。

图8是示出根据本发明的往复电机的另一实施例的立体图。

图9是图8的往复电机的分解立体图。

图10是沿着图8的线VI-VI截取的示意图，以便解释根据本发明的往复电机的运行。

图11是示出根据本发明的往复电机的另一实施例的立体图。

图12是图11的横向磁通往复电机的正视图。

图13是图11的横向磁通往复电机的分解立体图。

图14是沿着图11的线VII-VII截取的示意图，以便解释根据本发明的往复电机的运行。

图15是往复压缩机的实施例的纵向横截面视图，根据本实施例所述的往复电机应用于该往复压缩机。

具体实施方式

下列实施例的附图示出了具有相同精神的实施例，但是为了更好地理解本发明，在不背离本发明精神的情况下，一些部分可能根据附图会有不同的表示，一些部分可能没有示出在附图中，或者一些部分可能根据附图而被夸大。

图1是示出根据本发明实施例的横向磁通往复电机的立体图。图2是图1所示的横向磁通往复电机的部分的立体图。

如图1和图2所示，根据本实施例的横向磁通往复电机(以下简称为往复电机)可以包括定子100、磁体线圈210、磁体300和动子400。

首先，定子100可包括内定子110和外定子120中的至少一个，所述外定子沿径向方向位于内定子110的外部且与所述内定子间隔开。

也就是说，定子100可以只包括内定子110或外定子120，或者包括内定子110和外定子120。

在下文中，虽然定子100包括内定子110和外定子120，但本发明的范围不限于此，并且定子100可以只包括内定子110或外定子120。

然而，如果定子100只包含内定子110，则动子400可以位于定子100外部并与该定子隔开，并且磁体300可附接至定子100的内周向表面。此外，如果定子100只包含外定子120，则动子400可以位于定子100的内部并与该定子隔开，并且磁体300可附接至定子100的内周向表面。

如果定子100包括内定子110和外定子120，则内定子110的外径小于外定子120的内径，并在内定子110与外定子120之间形成气隙130。

此外，构成定子100的内定子110和外定子120可以由磁性材料或导电材料(conductive material)制成。

此外，内定子100形成腔体111，腔体111用作将会设置活塞等的空间。

此外，内定子110和外定子120可以整体形成，并且在一些情况下，可以通过堆叠多个块来构成。

图3至图4是沿着图1的线IV-IV和IV'-IV'截取的横截面视图。

参考图3和图4，内定子110和外定子120可通过沿轴向方向(动子的往复运动方向)堆叠内部芯块110a和外部芯块120a而构成。

在本发明中，由于内定子110和外定子120通过沿轴向方向堆叠内部芯块110a和外部芯块120a而构成，与径向堆叠这些块的传统方法相比，这些块可以容易地堆叠块。此外，与径向堆叠相比，所述堆叠状态被有利地保持。

磁体线圈210缠绕在外定子120上。

例如，磁体线圈210可以直接缠绕在外定子120上。

作为另一个示例，磁体线圈210可首先被缠绕并且在被缠绕的状态下耦接到外定子120。

具体地说，磁体线圈210可以通过单独的绕线装置(winding device)缠绕在绕线筒上，然后可通过将外定子120***绕线筒的腔体中而将磁体线圈210耦接到外定子120。

磁体300耦接至内定子110的外周向表面或外定子120的内周向表面。此时，磁体被布置成在由磁体300的磁体线圈210所产生的磁通的正交方向上具有不同的磁极。

具体地说，磁体300可布置为在轴向方向(动子的往复运动方向)上具有不同的磁极。

此外，磁体300可设置为使其横截面具有圆形或弧形形状，从而表面接触呈曲面的内定子110的外周向表面或外定子120的内周向表面。

具体地说，当从轴向方向观察时，磁体300具有圆柱形或弧形截面，或者多个磁体可以在内定子110的外周向表面或外定子120的内周向表面上沿周向方向彼此间隔。

此外，磁体300可以是具有相同长度的N极和S极的2极磁体。

此时，磁体300暴露至气隙130。

在本实施例中，磁体300可以固定至外定子120。作为另一个示例，磁体300可以固定至内定子110。作为另一个示例，磁体300可以固定至内定子110和外定子120。

此外，多个磁体300沿周向方向形成于内定子110的外周向表面或外定子120的内周向表面。此时，磁体300之间形成有气隙。

此外，磁体300布置成具有与相邻磁体300的磁极不同的磁极。

例如，如图1所示，如果提供四个磁体300，则位于附图上侧处的第一磁体310可具有与位于附图左侧处的第三磁体330以及位于附图右侧处的第四磁体340不同的磁极，但可具有与位于图1下侧处的第二磁体320相同的磁极。

虽然没有示出，但如果提供两个磁体300，则上磁体和下磁体可具有不同的磁极。

动子400被***在内定子110与外定子120之间形成的气隙130中，该动子由磁性材料制成，并相对于定子100往复运动。

在本实施例中，动子400的轴向截面的至少一部分可以具有弧形形状。

具体地说，动子400形成为单一本体，并且可以具有圆柱形形状，使动子400被***内定子110与外定子120之间所形成的圆柱形间隙130中。

此外，可以形成多个动子400，在轴向方向上观察时其具有弧形截面，并且所述多个动子可以在周向方向上彼此间隔。在这种情况下，在动子400之间可以形成间隙，并且由非磁性材料制成的接头(joint)可形成在间隙中。通过这些接头，所述多个动子400可耦接为单个本体。

此外，动子400可以通过连接器连接至活塞。

例如，连接器70可以具有圆柱形形状，以连接到动子400的具有圆柱形形状的内周向表面或外周向表面。

作为另一个示例，多个均具有弧形截面的动子400可以沿着连接器70的圆周彼此间隔。

此外，由于动子400***到磁体300与暴露于气隙130的外定子120或内定子110的外表面之间的间隙处，因此动子400的尺寸小于气隙130的尺寸。

也就是说，动子400的内周向表面的直径可大于内定子110的外周向表面的直径，并且动子400的外周向表面的直径可小于外定子120的内周向表面的直径。

此外，动子400可被构造为单个本体，并且在某些情况下，动子可以通过堆叠多个块来构造。

在后一种情况下，多个动子芯块(未示出)可在动子400的往复运动方向上堆叠。

再次参考图1和图2，外定子120可包括形成磁路的轭部121和沿径向方向从轭部121延伸以环绕动子400的齿部122。此时，磁体线圈210可缠绕在齿部122上并耦接到所述齿部。

例如，轭部121形成为环状，并且其上缠绕有磁体线圈的齿部122可沿径向方向在轭部121的内周向表面上延伸。齿部122之间可形成空间124，并且磁体线圈210可缠绕于其中。因此，可以在周向方向上交替形成齿部122和空间124。

在定子100的周向方向上可以以预定间隙形成偶数个齿部122，并且与每个齿部122耦接的磁体线圈210可在与相邻磁体线圈210所产生的磁通相反的方向上形成磁通。

具体地说，磁体线圈210可沿周向方向在相反的方向上交替缠绕。齿部122的磁通方向可与周向方向上的相邻齿部的磁通方向相反。

例如，如图1所示，如果提供四个磁体线圈210，位于附图上侧处的第一磁体线圈211沿与位于附图左侧处的第三磁体线圈213的缠绕方向以及位于附图右侧处的第四磁体线圈214的缠绕方向相反的方向被缠绕，并且与位于附图下侧处的第二磁体线圈212相同方向被缠绕。

在这种情况下，磁体300的数量等于磁体线圈210的数量，并且磁体300可被布置为具有与相邻磁体300的磁极相反的磁极。

图5为示出图1的横向磁通往复电机的正视图。

参照图5，齿部122可包括：第一齿部122a，从轭部121的内上端向下延伸；第二齿部122b，从轭部121的内下端向上延伸；第三齿部122c，从轭部121的左侧向右侧延伸；以及第四齿部122d，从轭部121的右侧向左侧延伸。

此外，具有固定在其内周向表面上的磁体300的定子极部125可以沿周向方向在每一齿部122的内端上延伸。

此时，如果定子极125的周向长度大于磁体300的周向长度，则另一个磁体可能会受影响，因此定子极的周向长度不得大于磁体的周向长度。

例如，定子极125的周向长度可以等于磁体300的周向长度。

此外，定子极125可包括：第一定子极125a，形成于第一齿部122a的内端上；第二定子极125b，形成于第二齿部122b的内端上；第三定子极125c，形成于第三齿部122c的内端上；以及第四定子极125d，形成于第四齿部122d的内端上。

此外，磁体310、320、330和340可分别固定至定子极125a、125b、125c和125d。

此外，形成了偶数个齿部(即，至少两个齿部)，并提供了缠绕在齿部122上的偶数个磁体线圈210。

此外，如果外定子120通过堆叠多个外部芯块120a而形成，则每个外部芯块120a中可形成有紧固孔123，并且所述多个外部芯块120a可以通过穿过紧固孔123的紧固构件(未示出)整体耦接。

此时，在轭部121和/或齿部122中可形成有紧固孔123。

此外，如果内定子110通过堆叠多个内部芯块110a而形成，则每一内部芯块110a中可形成有紧固孔113，并且所述多个内部芯块110a可被整体耦接。

此外，如果动子400由多个动子芯块(未示出)沿轴向方向形成，在每个动子芯块(未示出)中可形成有紧固孔(未示出)，并且所述多个动子芯块(未示出)可由穿过所述紧固孔(未示出)的紧固构件(未示出)整体耦接。

此外，轭部121和齿部122可被分离，并且可由磁体线圈210形成腔体201，使得轭部121被***磁体线圈210的腔体201中，然后连接到齿部122，或者使得齿部122被***磁体线圈210的腔体201中，然后连接到轭部121。

例如，轭部121和齿部122可被分离，然后被整体连接。

作为另一个示例，轭部121可分离为多个轭部，然后被整体连接。

作为另一个示例，齿部122可分离为多个齿部，然后被整体连接。

以各种形式分离的所述多个轭部121和/或齿部122可被***磁体线圈210的腔体201中，然后彼此连接。

此时，分离的轭部121或齿部122可通过焊接结合成一个本体。

当轭部121或齿部122被分离成多个轭部或齿部时，磁体线圈210未使用缠绕装置(未示出)缠绕在轭部121或齿部122上并且多个磁体线圈210可制成环状，轭部121或齿部122可***磁体线圈210的腔体201中，并且磁体线圈210可与外定子120耦接。

再次参考图5，齿部122的宽度t2可大于轭部121的宽度t1。可确保齿部122的磁路面积以提高电机的性能。在螺栓紧固到紧固孔123中时，可以抑制轭部121或齿部122被扭转力矩扭曲。

包括上述构造的根据本发明实施例的往复电机通过包括磁体线圈210的定子100、磁体300和动子400之间产生的往复定心力进行往复运动。

这里，往复定心力是指当动子400在磁场中移动时，向低磁能(低磁位能(lowmagnetic position energy)、低磁阻)移动的力。该力形成磁性弹簧。

也就是说，在本实施例中，当动子400通过磁体线圈210和磁体300所产生的磁力进行往复运动时，动子400积聚力以通过磁性弹簧沿中心方向恢复，并且动子400在由于磁性弹簧中所积聚的力而共振的同时连续地往复运动。

在下文中，将更详细地描述根据本实施例的横向磁通往复电机的运行原理。

图6和图7是沿着图5的线V-V所截取的示意图，以便解释根据本实施例的往复电机的运行。

首先，当向往复电机的磁体线圈211和213施加交流电时，在定子100中形成交流磁通(alternating flux，交变通量)。在这种情况下，动子400在沿磁通方向上双向地移动的同时连续地往复运动。

此时，在往复电机中，在动子400、定子100和磁体300之间形成磁共振弹簧，从而引起动子400的共振运动。

例如，如图6所示，当在将磁体310和330固定至外定子120的状态中将电流沿相反方向施加于第一磁体线圈211和第三磁体线圈213时，两个磁通在齿部122a和122c中组合，以沿相同方向流动，使得齿部122a和122c具有不同的磁极。此时，磁性材料的动子400沿附图的向左方向(见箭头M1)移动，在该向左方向上由磁体线圈211和213产生的磁通以及由磁体310和330产生的磁通增加。

此时，具有低磁能(即，低磁位能或低磁阻)的将沿附图向右方向被恢复的往复定心力被积聚在动子400、定子100和磁体310及330之间。

在这种状态下，如图7所示，当施加于第一磁体线圈211和第三磁体线圈213的电流的方向改变时，齿部122a和122c具有与先前的磁极相反的磁极，并且由第一磁体线圈211和第三磁体线圈213所产生的磁通以及由磁体310和330所产生的磁通在与先前方向相反的方向(即，附图的向右方向)上增加。

此时，通过积聚的往复定心力F1和由磁体线圈211、213以及磁体310、330的磁通所产生的磁力，动子400沿附图的向右方向(见箭头M2)移动。

在这个过程中，通过惯性力和磁力，动子400经过磁体310和330的中心，以进一步沿附图的向右方向移动。

甚至在此时，相似地，具有低磁能的将要沿磁体310和330的中心方向被恢复的往复定心力F2(即，附图的向左方向)被积聚在动子400、定子100和磁体310、330之间。

如图6所示，当施加于第一磁体线圈211和第三磁体线圈213的电流的方向改变时，齿部122a和122c具有与先前的磁极相反的磁极，并且动子400通过积聚的往复定心力F2和由第一磁体线圈211、第三磁体线圈213以及磁体310、330的磁通所产生的磁力沿磁体310、330的中心方向移动。

甚至在此时，通过惯性力和磁力，动子400经过磁体310和330的中心，以进一步沿附图的向左方向移动，并且具有低磁能的将要沿磁体300的中心方向被恢复的往复定心力F1(即，附图的向右方向)被积聚在动子400、定子100和磁体310、330之间。以这种方式，动子400沿附图的向右和向左方向连续地且重复地往复运动，就像设置有机械共振弹簧一样。

图8是示出根据本发明的往复电机的另一个实施例的立体图。

参考图8，外定子120可具有轭部121，所述轭部形成为使得磁体线圈210被设置在齿部122的两侧上。

例如，外定子120具有以矩形环状形成的轭部121，以及形成在轭部121的两个相对内侧面处以朝向所述轭部的中心突伸的齿部122。此时，在相对的齿部122之间形成有气隙。

此外，轭部121可以包括：横向轭部121a，该横向轭部从齿部122的两侧表面延伸；以及纵向轭部121b，该纵向轭部沿正交方向从横向轭部121a的端部向内延伸。

此外，各齿部122彼此间隔以与纵向轭部121b形成凹槽121c，并且可在齿部122中设置拱形的磁体附着面，磁体300附着于所述磁体附着面。

这里，纵向轭部121b可以形成单个本体。

在这种情况下，磁体线圈210可以缠绕在纵向轭部121b上。

图9是图8的往复电机的分解立体图。

参考图9，纵向轭部121b的中心中可形成有气隙，使得纵向轭部的两侧分离。也就是说，气隙形成于轭部121之间，就像气隙形成于相对的齿部122之间一样。

在这种情况下，外定子120可分成为两个外定子。

如果外定子120被分成为两个外定子，则彼此面对的纵向轭部121b的端部被***磁体线圈210的腔体201中。因此，磁通可形成闭环。

当外定子120如上所述被分开时，由于纵向轭部121b的端部仅在将磁体线圈210缠绕在具有腔体的绕线筒220上之后才被***腔体201中，因此磁体线圈210不需要缠绕在纵向轭部121b上，从而提高了工作性能。

图10是沿着图8的线VI-VI所截取的示意图，以解释根据本实施例的往复电机的运行。

参考图10，耦接到两个轭部121的磁体线圈215和216沿相反的方向缠绕。另外，磁体350和360分别附接至彼此面对的齿部122，磁体350和360形成彼此相反的磁极，且在磁体350和360之间形成有间隙。

当电流施加于磁体线圈215和216时，磁通沿相反方向在轭部121中流动，但这两个磁通在齿部122中组合以沿相同方向流动，以使得两个齿部122具有不同的磁极。

此时，动子400(其为磁性材料)沿附图的向左方向(见箭头M1)移动，在该向左方向上，磁体线圈215和216的磁通以及磁体310和330的磁通增加。

此时，具有低磁能(即，低磁位能或低磁阻)的将要沿附图的向右方向被恢复的往复定心力(见箭头F1)被积聚在动子400、定子100、和磁体350及360之间。

在这种状态下，当施加至磁体线圈215和216的电流的方向改变时，磁体线圈215和216的磁通和磁体350和360的磁通沿与先前方向相反的方向(也就是说，沿附图的向右方向)增加。

此时，通过积聚的往复定心力F1以及磁体线圈(磁体线圈215和216)和磁体350、360的磁通所产生的磁力，动子400沿附图的向右方向移动。

在这个过程中，通过惯性力和磁力，动子400经过磁体350和360的中心以进一步沿附图的向右方向移动。

甚至在此时，相似地，具有低磁能的将要沿磁体350和360的中心方向被恢复的往复定心力(即，附图的向左方向)被积聚在动子400、定子100和磁体350、360之间。

以这种方式，动子400沿附图的向右和向左方向连续地且重复地往复运动，就像设置有机械共振弹簧一样。

图11是示出根据本发明的往复电机的另一实施例的立体图，图12是示出图11的横向磁通往复电机的正视图。

参考图11至图12，外定子120可包括轭部121，所述轭部形成为使得磁体线圈210被设置于齿部122的一侧处。

例如，所述轭部121可以包括：横向轭部121a，从齿部122的一侧延伸；以及纵向轭部121b，沿正交方向从横向轭部121a的端部延伸。

此外，齿部122与纵向轭部121b间隔开以在它们之间形成凹槽121c，并且磁体附着面(磁体300附接于其上)可以以拱形设置在所述齿部122中。

此时，在彼此面对的齿部122之间形成有气隙。

这里，纵向轭部121b可以形成为单个本体。

在这种情况下，磁体线圈210可以缠绕在纵向轭部121b上。

图13为图11的横向磁通往复电机的分解立体图。

参照图13，在纵向轭部121b的中心中可形成有气隙，以使纵向轭部的两侧分离。也就是说，气隙形成于轭部121之间，就像气隙形成于彼此相对的齿部122之间一样。

在这种情况下，外定子120可分为两个外定子。

如果外定子120被分为两个外定子，则彼此面对的纵向轭部121b的端部被***磁体线圈210的腔体201中。因此，磁通可形成闭环。

当外定子120如上所述被分开时，由于纵向轭部121b的端部仅在将磁体线圈210缠绕在具有腔体的绕线筒220上之后才被***腔体201中，因此磁体线圈210不需要缠绕在纵向轭部121b上，从而提高了工作性能。

图14是沿着图11的线VII-VII所截取的示意图，用于解释根据本实施例的往复电机的运行。

参考图14，磁体370和磁体380分别附接至彼此面对的齿部122并形成彼此相反的磁极。

在这种状态下，当电流被施加于与轭部121耦接的磁体线圈217时，两个齿部122形成不同的磁极。

此时，动子400(其为磁性材料)沿附图的向左方向(见箭头M1)移动，在该向左方向上，磁体线圈217的磁通以及磁体370和380的磁通增加。

此外，具有低磁能(即，低磁位能或低磁阻)的将要沿附图的向右方向被恢复的往复定心力(见箭头F1)被积聚在动子400、定子100和磁体370及380之间。

在这种状态下，当施加到磁体线圈217的电流的方向改变时，磁体线圈217的磁通和磁体370、380的磁通沿与先前方向相反的方向(也就是说，沿附图的向右方向)增加。

此时，通过积聚的往复定心力F1以及磁体线圈(磁体线圈217)和磁体370、380的磁通所产生的磁力，动子400沿附图的向右方向移动。

在这个过程中，通过惯性力和磁力，动子400经过磁体370和280的中心以进一步沿附图的向右方向移动。

甚至在此时，相似地，具有低磁能的将要沿磁体370和380的中心方向被恢复的往复定心力(即，附图的向左方向)被积聚在动子400、定子100和磁体370及380之间。

以这种方式，动子400沿附图的向右和向左方向连续地且重复地往复运动，就像设置有机械共振弹簧一样。

图15是往复压缩机的实施例的纵向横截面视图，根据本实施例所述的往复电机应用于该往复压缩机。

参照图15，根据本实施例的往复压缩机1可以包括：壳体10，具有内部空间；往复电机20，设置在壳体10的内部空间中并具有往复动子400；活塞30，耦接至往复电机的往复动子400，以与动子一起往复运动；气缸40，活塞30***于该气缸，并且该气缸形成压缩空间42；抽吸阀31，打开和关闭压缩空间42的抽吸侧；以及排放阀41，打开和关闭压缩空间42的排放侧。

也就是说，抽吸管11连接至密封壳体10的内部空间，且排放管12连接到抽吸管11的一侧，所述排放管将在气缸40的压缩空间42中压缩的制冷剂(如下所述)引导到冷冻循环。因此，壳体10的内部空间被吸入的制冷剂填充以形成抽吸压力，并且从压缩空间42排放的制冷剂可以通过排放管12朝向冷凝器排放到壳体10的外部。

此外，在壳体10的内部空间中形成有框架50，并且用于产生往复力并引起活塞30的共振运动(如下所述)的往复电机20被固定至框架50的一侧。

压缩空间42被设置在往复电机20中，使***框架50中的气缸40被耦接，并使活塞30耦接至气缸40，所述活塞以往复运动的方式***气缸40中以改变压缩空间42的体积，从而压缩制冷剂。

用于打开和关闭活塞30的抽吸流动通道的抽吸阀31耦接至活塞30的前端，并且用于打开和关闭气缸40的压缩空间42的排放阀41被接纳在排放盖60中且可拆卸地耦接至气缸40的前端。

此外，排放盖60被设置在排放空间61中以固定并耦接至气缸40。在排放盖60的排放空间中，可接纳排放阀41和支撑排放阀41的阀弹簧43，以及可接纳用于润滑气缸40与活塞30之间的空间的气体轴承的入口。

所述气体轴承(未示出)可包括在框架50的内周向表面与气缸40的外周向表面之间形成的气体通道、以及从所述气体通道的中部穿过所述气缸40的内周向表面的多个细小的气体通孔。

往复电机20具有如图1至图14所示的构造。因此，往复电机的构造请参考上述往复电机。

然而，在本实施例中，内定子110和外定子120固定至框架50，动子400连接至活塞30。因此，当动子400相对于定子100和磁体300往复运动时，***到气缸40中的活塞30可以与动子400一起双向地往复运动。

在根据本实施例的往复压缩机1中，当交流电流被施加于往复电机20的磁体线圈210时，在定子100、磁体300和动子400之间可形成交流磁通，并且动子400和与其连接的活塞30在磁体线圈310的磁通和磁体300的磁通增加所沿的方向上移动的同时连续地往复运动。

此时，将要恢复到低磁能的往复定心力被积聚在往复电机的动子400和定子100以及磁体300之间。

在这种状态下，当通过积聚的往复定心力以及磁体线圈210和磁体300的磁通所产生的磁力使得施加到磁体线圈210的电流的方向改变时，动子400和与其连接的活塞30沿与先前方向相反的方向移动。甚至在此时，将要恢复到低磁能的往复定心力被积聚在往复电机的动子400和定子100以及磁体300之间。

以这种方式，动子400和活塞30沿附图的向右和向左方向连续地且重复地往复运动，就像设置有机械共振弹簧一样。

此时，在动子400在往复电机中往复运动的同时，在动子400、定子100和磁体300之间可形成磁共振弹簧，从而引起动子400与活塞30的共振运动。因此，活塞30可在克服压缩空间42中产生的气体力的同时压缩制冷剂。

根据本发明的往复压缩机具有根据图1至图14的往复电机的上述运行效果。因此，往复压缩机的运行效果参照上述往复电机。

本实施例的往复压缩机包括小型轻量的往复电机，因此具有小尺寸和轻重量。因此，可以很容易地安装、维护和维修压缩机。

此外，由于包括具有制造便利性和增强结构刚度的往复电机，可以容易地制造压缩机并增强压缩机的结构刚度。

此外，通过减轻动子的重量并使动子、定子和磁体的磁性气隙最小化，可高速驱动电机并可以提高电机效率。因此，可增强压缩机的效率。

Claims (13)

1.一种横向磁通往复电机，包括：

定子，其上缠绕有至少一个磁体线圈；

至少一个磁体，耦接至所述定子的外周向表面或内周向表面且具有沿所述磁体线圈产生的磁通的正交方向布置的不同的磁极；以及

动子，由磁性材料制成，并在沿由所述磁体线圈产生的磁通和由所述磁体产生的磁通增加的方向移动的同时相对于所述定子往复运动，

其中，所述定子包括形成磁路的轭和从所述轭延伸以围绕所述动子的齿，并且其中，所述至少一个磁体线圈缠绕在所述轭上，以及

其中，所述轭与所述齿分离，所述至少一个磁体线圈形成腔体，并且所述轭被***所述至少一个磁体线圈的腔体中，然后连接到所述齿，或者所述齿被***所述至少一个磁体线圈的腔体中，然后连接到所述轭。

2.根据权利要求1所述的横向磁通往复电机，其中，所述定子或所述动子中的至少一个通过在所述动子的往复运动方向上堆叠多个芯块而形成。

3.根据权利要求1所述的横向磁通往复电机，其中，所述定子包括内定子和外定子，所述外定子与所述内定子间隔，以沿径向方向在所述内定子的外部形成气隙。

4.根据权利要求1所述的横向磁通往复电机，其中，所述定子通过堆叠具有所述轭和所述齿的多个定子芯块而形成，并且其中，所述轭或所述齿中形成有紧固孔，且所述多个定子芯块由穿过所述紧固孔的紧固构件紧固。

5.根据权利要求1所述的横向磁通往复电机，其中，在所述定子的周向方向上以预定间隔形成偶数个齿，并且其中，所述至少一个磁体线圈包括多个磁体线圈，所述多个磁体线圈分别耦接到各齿，以沿与相邻磁体线圈所产生的磁通方向相反的方向产生磁通。

6.根据权利要求5所述的横向磁通往复电机，其中，所述磁体的数量等于所述磁体线圈的数量，并且所述多个磁体布置成具有与相邻磁体的磁极相反的磁极。

7.根据权利要求1所述的横向磁通往复电机，其中，所述至少一个磁体线圈包括多个磁体线圈，并且其中，所述定子包括形成为使所述多个磁体线圈设置在所述齿的两侧处的所述轭。

8.根据权利要求1所述的横向磁通往复电机，其中，所述定子包括形成为使所述至少一个磁体线圈设置在所述齿的一侧处的所述轭。

9.根据权利要求8所述的横向磁通往复电机，其中，多个磁体沿所述定子的外周向表面或外周向表面的周向方向耦接，并设置成具有与相邻磁体的磁极不同的磁极。

10.根据权利要求8所述的横向磁通往复电机，其中，与所述至少一个磁体线圈耦接的所述轭被分为多个轭，并且所述至少一个磁体线圈形成腔体，并且其中，所述多个轭中的至少一个被***所述至少一个磁体线圈的腔体中。

11.根据权利要求10所述的横向磁通往复电机，其中，所述至少一个磁体线圈缠绕在具有腔体的绕线筒上。

12.根据权利要求10所述的横向磁通往复电机，其中，所述多个轭被***所述至少一个磁体线圈的腔体中，然后彼此连接。

13.一种往复压缩机，包括：

壳体，具有内部空间；

往复电机，设置在所述壳体的内部空间内并具有往复动子；

活塞，耦接到所述往复电机的动子并随所述动子一起往复运动；

气缸，具有***于其中的所述活塞并且形成压缩空间；

抽吸阀，打开和关闭所述压缩空间的抽吸侧；以及

排放阀，打开和关闭所述压缩空间的排放侧，其中所述往复电机包括根据权利要求1所述的横向磁通往复电机。

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