永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)，包括外定子，其包括外定子支架和設(shè)置在外定子支架上的外定子鐵芯；動(dòng)子，其包括動(dòng)子支架和沿動(dòng)子支架的周向設(shè)置在動(dòng)子支架上的N個(gè)Halbach永磁體，其中，相鄰的Halbach永磁體的充磁方向依次以δ角度變化并具有光滑弧形磁路的Halbach永磁體。根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)，包括前述的永磁直線電機(jī)。本發(fā)明采用Halbach陣列對(duì)永磁體的充磁方向進(jìn)行了優(yōu)化，減少了端部漏磁，從而增強(qiáng)了單邊磁場(chǎng)。另外，本發(fā)明可省去電機(jī)內(nèi)定子，節(jié)約了永磁直線電機(jī)的成本，減輕了永磁直線電機(jī)的重量，并且降低了電機(jī)鐵損，提高電機(jī)效率。
【專利說(shuō)明】永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]直線壓縮機(jī)主要是伴隨著直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的，直線電機(jī)是一種能將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的動(dòng)力裝置，是一種能夠提供大功率、高推力的主要驅(qū)動(dòng)元件。直線電機(jī)一般由定子和動(dòng)子組成，動(dòng)子在定子的驅(qū)動(dòng)下做直線運(yùn)動(dòng)。
[0003]由于直線電機(jī)能直接產(chǎn)生連續(xù)單向或往復(fù)短行程的直線機(jī)械運(yùn)動(dòng)，改變了以往以鏈條、鋼絲繩、傳送帶、齒條絲杠、渦輪蝸桿和曲柄連桿機(jī)構(gòu)等傳統(tǒng)的中間機(jī)械傳動(dòng)變換環(huán)節(jié)，克服了傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、體積大、效率低、響應(yīng)慢、精度低等缺陷，從而為往復(fù)式活塞制冷壓縮機(jī)提供了一種新的驅(qū)動(dòng)方式，也直接推動(dòng)了其新原理與新結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新與發(fā)展。
[0004]現(xiàn)有的直線壓縮機(jī)電機(jī)大多采用動(dòng)磁式直線電機(jī)。如圖1和圖2所示，現(xiàn)有的動(dòng)磁式直線電機(jī)磁鋼包括外定子10、動(dòng)子20和內(nèi)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(dòng)子包括動(dòng)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(nèi)定子30之間形成的磁路?，F(xiàn)有的動(dòng)磁式直線電機(jī)采用平行充磁的方式，需要內(nèi)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(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠減少漏磁的永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮機(jī)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種永磁直線電機(jī)，包括外定子，其包括外定子支架和設(shè)置在外定子支架上的外定子鐵芯；動(dòng)子，其包括動(dòng)子支架和沿動(dòng)子支架的周向設(shè)置在動(dòng)子支架上的N個(gè)Halbach永磁體,其中，相鄰的Halbach永磁體的充磁方向以δ角度變化并形成光滑弧形磁路的永磁體。
[0007]進(jìn)一步地,相鄰的Halbach永磁體的充磁方向依次以δ角度遞增。
[0008]進(jìn)一步地,相鄰的Halbach永磁體的充磁方向依次以δ角度遞減。
[0009]進(jìn)一步地，O。<δ ≤45。。
[0010]進(jìn)一步地，Halbach永磁體為整體式磁體。
[0011]進(jìn)一步地，Halbach永磁體包括磁場(chǎng)方向以δ角度依次變化的多個(gè)永磁體單元。
[0012]進(jìn)一步地，Halbach永磁體的截面為方形。
[0013]進(jìn)一步地，Halbach永磁體的截面為菱形。
[0014]進(jìn)一步地，Halbach永磁體的截面為多邊形。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，還提供了一種壓縮機(jī)，包括前述的永磁直線電機(jī)。
[0016]采用本發(fā)明的永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮機(jī)，采用Halbach陣列對(duì)永磁體的充磁方向進(jìn)行了優(yōu)化，在外定子軸向運(yùn)動(dòng)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(qiáng)了單邊磁場(chǎng)。另外，本發(fā)明可省去電機(jī)內(nèi)定子，節(jié)約了永磁直線電機(jī)的成本，減輕了永磁直線電機(jī)的重量，并且降低了電機(jī)鐵損，提高電機(jī)效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1是現(xiàn)有的直線電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是現(xiàn)有的直線電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的第一剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的第二剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的永磁體的磁路示意圖；
[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的永磁體的第一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的永磁體的第二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的永磁體的第三結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0027]圖10是根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)的永磁體的第四結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0029]如圖3根據(jù)本發(fā)明的永磁直線電機(jī)，包括外定子10，其包括外定子支架11和設(shè)置在外定子支架11上的外定子鐵芯12 ;動(dòng)子20，其包括動(dòng)子支架21和沿動(dòng)子支架21的周向設(shè)置在動(dòng)子支架21上的N個(gè)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角度并形成光滑的弧形磁路。
[0030]如圖4所示，本發(fā)明的采用Halbach陣列弧形充磁的永磁直線電機(jī)，為動(dòng)磁式直線電機(jī)，電機(jī)動(dòng)子上放置的Halbach永磁體充磁方式為:在外定子10軸向運(yùn)動(dòng)方向依次減少形成平滑的弧形磁路。
[0031]米用上述充磁方法形成的永磁體磁場(chǎng)可以與電機(jī)外定子10 —起形成封閉的磁路C，減少了端部漏磁，從而增強(qiáng)了單邊磁場(chǎng)。(形成封閉磁路原因可根據(jù)最小磁阻原理解析——磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合。)由于單邊采用此種結(jié)構(gòu)減少了端部漏磁，磁場(chǎng)自然增強(qiáng)。
[0032]由于Halbach永磁體22和外定子10自行構(gòu)成封閉磁路,不需內(nèi)定子來(lái)形成閉合磁路，故可省去電機(jī)內(nèi)定子，節(jié)約了永磁直線電機(jī)的成本，減輕了永磁直線電機(jī)的重量。另外，由于內(nèi)定子是鐵損的來(lái)源的一部分，故省去電機(jī)內(nèi)定子可降低鐵損，提高電機(jī)效率。
[0033]前述實(shí)施例中，使用充磁設(shè)備對(duì)Halbach永磁體進(jìn)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?yàn)檠貏?dòng)子20的運(yùn)動(dòng)方向從左向右，或者Halbach永磁體22的充磁方向?yàn)閌沿動(dòng)子20的運(yùn)動(dòng)方向從右向左。
[0034]優(yōu)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，0° < δ≤45°
[0035]如圖5所不,根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，Halbach永磁體22包括磁場(chǎng)方向以δ角度依次變化的多個(gè)永磁體單元221。構(gòu)成Halbach永磁體22的多個(gè)永磁體單元221相互拼接，可以簡(jiǎn)化充磁。
[0036]在其他實(shí)施例中，Halbach永磁體22為整體式磁體，以簡(jiǎn)化加工和裝配過(guò)程。
[0037]如圖6至圖9所示，本發(fā)明中的Halbach永磁體22可以設(shè)計(jì)成多種形狀，并在動(dòng)子支架21上相應(yīng)的設(shè)計(jì)多種相應(yīng)的磁鋼槽。其中，Halbach永磁體22通過(guò)膠粘或塑封方式固定在與之匹配的動(dòng)子支架21上的磁鋼槽內(nèi)。
[0038]例如Halbach永磁體22為如圖6所示的弧形永磁體?；蛘逪albach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。
[0039]本發(fā)明還提供了一種壓縮機(jī)，包括前述的永磁直線電機(jī)。
[0040]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0041]本發(fā)明的永磁直線電機(jī)及具有其的壓縮機(jī)，采用Halbach陣列對(duì)永磁體的充磁方向進(jìn)行了優(yōu)化，在外定子軸向運(yùn)動(dòng)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(qiáng)了單邊磁場(chǎng)。另外，本發(fā)明可省去電機(jī)內(nèi)定子，節(jié)約了永磁直線電機(jī)的成本，減輕了永磁直線電機(jī)的重量，并且降低了電機(jī)鐵損，提高電機(jī)效率。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁直線電機(jī),其特征在于,包括: 外定子(10)，其包括外定子支架(11)和設(shè)置在所述外定子支架(11)上的外定子鐵芯(12)； 動(dòng)子(20)，其包括動(dòng)子支架(21)和沿所述動(dòng)子支架(21)的周向設(shè)置在所述動(dòng)子支架(21)上的N個(gè)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角度變化并形成具有光滑弧形磁路的所述Halbach永磁體(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，0°< δ <45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，所述Halbach永磁體(22)為整體式磁體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，所述Halbach永磁體(22)包括磁場(chǎng)方向以S角度依次變化的多個(gè)永磁體單元(221)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，所述Halbach永磁體(22)的截面為方形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，所述Halbach永磁體(22)的截面為菱形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線電機(jī)，其特征在于，所述Halbach永磁體(22)的截面為多邊形。
10.一種壓縮機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的永磁直線電機(jī)。
【文檔編號(hào)】F04B35/04GK103516172SQ201210209272
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】黃俠昌, 鐘成堡, 譚震 申請(qǐng)人:珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司