[发明专利]永磁直线电机及柔腔压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种永磁直线电机及柔腔压缩机。

背景技术

电机已经成为工业生产中至关重要的关键部件之一，广泛应用于各种工业机器中，例如， 用在压缩机中驱动活塞。压缩机通常使用旋转电机驱动机械部件压缩做功，螺杆、曲轴等装 置的存在会消耗部分能量，往复式压缩机通过机械系统将旋转运动转化为直线运动消耗的能 量更大，能效转换率相对较低。因此，压缩机更趋向于采用直线电机。

韩、美等国已采用直线电机驱动活塞汽缸实现压缩而生产线性压缩机，国内还无此类应 用先例。有缸压缩机因为活塞杆与活塞缸长期摩擦，致使能耗较高、机械部件磨损大容易损 坏，影响电机功率提升和电机使用寿命。

目前常用的直线电机主要是永磁直线电机，一般来说，永磁直线电机都包括有定子和永 磁动子。永磁动子连接在支架上，传统的动子是将多片弧形动子拼接成一个圆环状动子，例 如用八片弧形动子拼接成整个环动子，八片弧形动子充磁相同。定子采用两个或以上，例如 双极定子，这两个定子的N、S极交替错开排列，这样就构成一个永磁直线电机。显然，在 这种电机中，需要至少两个定子，每个定子都采用硅钢材料制成，再进行线圈绕组，由此需 要双倍的定子制作成本，而且定子相对于动子用料较多，制作更难。另外，八片弧形动子之 间有隔片间隔，隔片通过支架连接到传动轴。这种拼接结构方式的环动子在各片弧形动子之 间有干涉，影响永磁磁性利用，功率低，而且容易漏磁，导致电机效率低下，功率难以有效 提高。

另外，传统的定子采用多个硅钢片，并分成n对，每一对硅钢片对向缠绕同一条线圈， 例如采用八个硅钢片时，则采用四条线圈绕组，这样就构成一个永磁电机。电机定子的这种 缠绕方式将使得各对线圈之间产生的磁力线相互干扰，造成磁力损失，影响永磁磁性利用， 降低了电机功率，而且磁力线的强度分布不均匀，导致永磁电机效率低下，功率难以有效提 高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构紧凑、防止磁漏、磁性利用率高、高效节能、制作简便 且成本低的永磁直线电机及柔腔压缩机。

一种永磁直线电机，其包括定子和动子，所述动子为永磁辐射环动子，所述环动子包括 传动轴和装于传动轴的环状永磁体，所述环状永磁体是一体成型并经辐射充磁的永磁闭环， 所述定子包括由多层硅钢片重叠而成的硅钢外环以及由硅钢外环内表面径向延伸的多个内硅 钢片，每个内硅钢片上绕有线圈绕组，每个定子的多个内硅钢片上的线圈绕组由一条铜线依 次绕成。

进一步地，所述环状永磁体在轴向上分成两个以上永磁辐射环，每个永磁辐射环是一体 成型并经辐射充磁的永磁闭环，相邻两个永磁辐射环同一侧的磁极性相异，所述环状永磁体 内侧设有隔磁环，相邻两个永磁辐射环之间具有间隔环。

进一步地，所述环状永磁体也可以是一个永磁辐射环，所述定子是双层定子，所述双层 定子上的线圈绕组电流方向相异而使得双层定子形成两个极性反向的感应磁场以驱动永磁辐 射环动子产生直线往复运动，所述永磁辐射环内侧设有隔磁环。

进一步地，所述隔磁环通过连轴支架安装于传动轴上，所述连轴支架包括连接于传动轴 和隔磁环之间呈辐射状排列的多个支板，所述硅钢外环为闭环结构，所述多个内硅钢片与硅 钢外环为一体成型结构。

进一步地，每个内硅钢片的末端具有硅钢齿部，相邻两个内硅钢片以及各自的硅钢齿部 与硅钢外环内表面构成收容线圈绕组的腔体，每个硅钢齿部呈弧形，多个弧形硅钢齿部相互 间隔并环绕在同一个圆周上或者多个弧形硅钢齿部相连时构成与硅钢外环共轴的内环。

进一步地，每个内硅钢片上线圈都是从靠近硅钢外环的一侧或者都是靠近硅钢齿部位置 开始缠绕，各个内硅钢片上的线圈绕组的缠绕方向相同，各个的线圈绕组在内硅钢片上的走 向一致。

进一步地，每个永磁辐射环的磁力线方向是向心的或辐射状的，每个永磁辐射环的磁力 线经过传动轴的轴心。

以及，一种柔腔压缩机，其包括永磁直线电机和装于永磁直线电机两端的压缩腔，所述 永磁直线电机是如上所述的永磁直线电机。

进一步地，所述压缩腔为安装在永磁直线电机的传动轴端部的柔性伸缩腔，所述柔性伸 缩腔与传动轴相连。