永磁直線電機及具有其的壓縮機的製作方法
2024-02-05 22:16:15 2
專利名稱：永磁直線電機及具有其的壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機領域，更具體地，涉及ー種永磁直線電機及具有其的壓縮機。
背景技術：
直線壓縮機主要是伴隨著直線電機驅動技術的發展而逐步發展起來的，直線電機是ー種能將電能直接轉換成直線運動的機械能的動カ裝置，是ー種能夠提供大功率、高推力的主要驅動元件。直線電機一般由定子和動子組成，動子在定子的驅動下做直線運動。由於直線電機能直接產生連續單向或往復短行程的直線機械運動，改變了以往以鏈條、鋼絲繩、傳送帶、齒條絲槓、渦輪蝸杆和曲柄連杆機構等傳統的中間機械傳動變換環 節，克服了傳統機械轉換機構的傳動鏈長、體積大、效率低、響應慢、精度低等缺陷，從而為往復式活塞製冷壓縮機提供了ー種新的驅動方式，也直接推動了其新原理與新結構的創新與發展。現有的直線壓縮機電機大多採用動磁式直線電機。如圖I和圖2所示，現有的動磁式直線電機磁鋼包括外定子10、動子20和內定子30，其中外定子10包括外定子支架11和外定子鐵芯12，動子包括動子支架21和磁鋼22。圖2中的C所示的為磁鋼22與外定子10和內定子30之間形成的磁路。現有的動磁式直線電機採用平行充磁的方式，需要內定子配合，才可與外定子行程封閉磁路，而且端部漏磁比較嚴重。
實用新型內容本實用新型目的在於提供ー種結構簡單、能夠減少漏磁的永磁直線電機及具有其的壓縮機。根據本實用新型的ー個方面，提供了一種永磁直線電機，包括外定子，其包括外定子支架和設置在外定子支架上的外定子鐵芯；動子，其包括動子支架和沿動子支架的周向設置在動子支架上的N個Halbach永磁體,其中，相鄰的Halbach永磁體的充磁方向以δ角度變化並形成光滑弧形磁路的永磁體。進ー步地,相鄰的Halbach永磁體的充磁方向依次以δ角度遞增。進ー步地,相鄰的Halbach永磁體的充磁方向依次以δ角度遞減。進ー步地，O。<δ 彡45。。進ー步地，Halbach永磁體為整體式磁體。進ー步地，Halbach永磁體包括磁場方向以δ角度依次變化的多個永磁體單元。進ー步地，Halbach永磁體的截面為方形。進ー步地，Halbach永磁體的截面為菱形。進ー步地，Halbach永磁體的截面為多邊形。根據本實用新型的ー個方面，還提供了一種壓縮機，包括前述的永磁直線電機。採用本實用新型的永磁直線電機及具有其的壓縮機，採用Halbach陣列對永磁體的充磁方向進行了優化，在外定子軸向運動方向依次減少形成平滑的弧形磁路，減少了端部漏磁，從而增強了單邊磁場。另外，本實用新型可省去電機內定子，節約了永磁直線電機的成本，減輕了永磁直線電機的重量，並且降低了電機鐵損，提高電機效率。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進ー步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I是現有的直線電機的立體結構示意圖；圖2是現有的直線電機的剖視結構示意圖；圖3是根據本實用新型的永磁直線電機的立體結構示意圖；圖4是根據本實用新型的永磁直線電機的第一剖視結構示意圖；圖5是根據本實用新型的永磁直線電機的第二剖視結構示意圖；圖6是根據本實用新型的永磁直線電機的永磁體的磁路示意圖；圖7是根據本實用新型的永磁直線電機的永磁體的第一結構示意圖；圖8是根據本實用新型的永磁直線電機的永磁體的第二結構示意圖；圖9是根據本實用新型的永磁直線電機的永磁體的第三結構示意圖；以及圖10是根據本實用新型的永磁直線電機的永磁體的第四結構示意圖。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。如圖3根據本實用新型的永磁直線電機，包括外定子10，其包括外定子支架11和設置在外定子支架11上的外定子鐵芯12 ;動子20，其包括動子支架21和沿動子支架21的周向設置在動子支架21上的N個Halbach永磁體22，其中，相鄰的Halbach永磁體22的充磁方向依次遞增S角度並形成光滑的弧形磁路。如圖4所示，本實用新型的採用Halbach陣列弧形充磁的永磁直線電機，為動磁式直線電機，電機動子上放置的Halbach永磁體充磁方式為在外定子10軸向運動方向依次減少形成平滑的弧形磁路。米用上述充磁方法形成的永磁體磁場可以與電機外定子10 —起形成封閉的磁路C，減少了端部漏磁，從而增強了單邊磁場。(形成封閉磁路原因可根據最小磁阻原理解析——磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合。)由於單邊採用此種結構減少了端部漏磁，磁場自然增強。由於Halbach永磁體22和外定子10自行構成封閉磁路,不需內定子來形成閉合磁路，故可省去電機內定子，節約了永磁直線電機的成本，減輕了永磁直線電機的重量。另夕卜，由於內定子是鐵損的來源的一部分，故省去電機內定子可降低鐵損，提高電機效率。前述實施例中，使用充磁設備對Halbach永磁體進行弧形充磁，從而形成如圖5所示的平滑的弧形磁路。Halbach永磁體22的充磁方向為沿動子20的運動方向從左向右，或者Halbach永磁體22的充磁方向為沿動子20的運動方向從右向左。優選地，相鄰的Halbach永磁體22的充磁方向依次以δ角度遞增或者以δ角度遞減。其中，O。< δ彡45°如圖5所示，根據本實用新型的另ー個實施例，Halbach永磁體22包括磁場方向以δ角度依次變化的多個永磁體單元221。構成Halbach永磁體22的多個永磁體單元221相互拼接，可以簡化充磁。在其他實施例中，Halbach永磁體22為整體式磁體，以簡化加工和裝配過程。如圖6至圖9所示，本實用新型中的Halbach永磁體22可以設計成多種形狀，並在動子支架21上相應的設計多種相應的磁鋼槽。其中，Halbach永磁體22通過膠粘或塑封方式固定在與之匹配的動子支架21上的磁鋼槽內。例如Halbach永磁體22為如圖6所示的弧形永磁體。或者Halbach永磁體22為如圖7所示的截面為方形的永磁體。或者如圖8所示,Halbach永磁體22為截面為菱形的永磁體。或者如圖9所示，Halbach永磁體22為截面為多邊形的永磁體。本實用新型還提供了一種壓縮機，包括前述的永磁直線電機。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果本實用新型的永磁直線電機及具有其的壓縮機，採用Halbach陣列對永磁體的充磁方向進行了優化，在外定子軸向運動方向依次減少形成平滑的弧形磁路，減少了端部漏磁，從而增強了單邊磁場。另外，本實用新型可省去電機內定子，節約了永磁直線電機的成本，減輕了永磁直線電機的重量，並且降低了電機鐵損，提高電機效率。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種永磁直線電機,其特徵在於,包括 外定子(10)，其包括外定子支架(11)和設置在所述外定子支架(11)上的外定子鐵芯(12)； 動子(20)，其包括動子支架(21)和沿所述動子支架(21)的周向設置在所述動子支架(21)上的N個Halbach永磁體(22)， 其中，相鄰的所述Halbach永磁體(22)的充磁方向依次以δ角度變化並形成具有光滑弧形磁路的所述Halbach永磁體(22)。
2.根據權利要求I所述的永磁直線電機，其特徵在於，相鄰的所述Halbach永磁體(22)的充磁方向依次以δ角度遞增。
3.根據權利要求I所述的永磁直線電機，其特徵在於，相鄰的所述Halbach永磁體(22)的充磁方向依次以δ角度遞減。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的永磁直線電機，其特徵在於，0°< δ <45°。
5.根據權利要求4所述的永磁直線電機，其特徵在於，所述Halbach永磁體(22)為整體式磁體。
6.根據權利要求4所述的永磁直線電機，其特徵在於，所述Halbach永磁體(22)包括磁場方向以S角度依次變化的多個永磁體單元(221)。
7.根據權利要求I所述的永磁直線電機，其特徵在於，所述Halbach永磁體(22)的截面為方形。
8.根據權利要求I所述的永磁直線電機，其特徵在於，所述Halbach永磁體(22)的截面為菱形。
9.根據權利要求I所述的永磁直線電機，其特徵在於，所述Halbach永磁體(22)的截面為多邊形。
10.一種壓縮機，其特徵在於，包括權利要求I至9中任一項所述的永磁直線電機。
專利摘要本實用新型提供了一種永磁直線電機及具有其的壓縮機。根據本實用新型的永磁直線電機，包括外定子，其包括外定子支架和設置在外定子支架上的外定子鐵芯；動子，其包括動子支架和沿動子支架的周向設置在動子支架上的N個Halbach永磁體，其中，相鄰的Halbach永磁體的充磁方向依次以δ角度變化並具有光滑弧形磁路的Halbach永磁體。根據本實用新型的壓縮機，包括前述的永磁直線電機。本實用新型採用Halbach陣列對永磁體的充磁方向進行了優化，減少了端部漏磁，從而增強了單邊磁場。另外，本實用新型可省去電機內定子，節約了永磁直線電機的成本，減輕了永磁直線電機的重量，並且降低了電機鐵損，提高電機效率。
文檔編號H02K1/27GK202616965SQ20122029766
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者黃俠昌, 鍾成堡, 譚震 申請人:珠海格力節能環保製冷技術研究中心有限公司