[发明专利]高动态短行程直线振荡电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高动态短行程直线振荡电机，属于电机技术领域。

背景技术

短行程直线往复振荡电机的一种常见结构如图5所示。电机主要由定子、动子以及支撑板簧构成，支撑板簧固定在定子轴向两侧，并且其可动簧片与动子的输出轴相连接，一方面，将动子保持在定子内腔中，防止动子在径向与定子内腔接触，另一方面，板簧还产生轴向恢复力，使由动子与板簧构成的弹簧-质量系统在外部激振力的作用下产生谐振，通过动子沿轴向作往复运动，实现机电能量高效转换。

但是该电机存在以下问题：由于电机为单定子结构，电机内部的空间利用率低，电机的功率密度低，不易实现大功率输出。同时，电机的动子质量大，动子与支撑板簧所组成的弹簧-质量系统的谐振频率低，使电机的动态特性差，进一步限制了电机功率密度的提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有短行程直线往复振荡电机由于其单定子结构而造成的功率密度低的问题，提供一种高动态短行程直线振荡电机。

本发明所述高动态短行程直线振荡电机，它包括外定子、内定子、动子、两个内定子固定板、两个轴固定板、两个动子输出轴、两个弹性支撑件和外壳，

所述外定子、动子及外壳均为圆筒形，

外壳内环表面的居中位置与外定子的外环表面相固定，

外定子、动子和内定子由外到内依次同轴设置，

外定子的内环表面与动子的外环表面之间形成外气隙，动子的内环表面与内定子的外环表面形成内气隙；

内定子固定板为圆盘形，两个内定子固定板的外圆表面分别与外壳的内环表面相固定，两个内定子固定板在外定子的轴向两个端面的两侧呈对称分布，

内定子轴向的两端分别与两个内定子固定板的中心位置相固定连接；

内定子固定板上开有N个轴向通孔，所述N个轴向通孔的圆心均匀分布以该内定子固定板的中心为圆心的同一圆周上，

动子的两个轴向端沿径向分别开有N个长条通槽，在动子的两个轴向端分别形成N个瓦片形输出端，所述长条通槽的两个边均与该动子的轴向平行，所述N为大于等于2的整数；

每个瓦片形输出端从内定子固定板上的一个轴向通孔伸出；

弹性支撑件为圆盘形，所述弹性支撑件的固定端与外壳的内环表面相固定连接，两个弹性支撑件在外定子两个轴向端面的两侧呈对称分布；

轴固定板为圆盘形，两个轴固定板分别位于动子的轴向两端，并且每个轴固定板的中心轴线与所述动子的轴线重合，每个轴固定板与动子的瓦片形输出端的端面相固定连接，两个动子输出轴分别位于动子的轴向两端，动子输出轴的一端固定在轴固定板的中心位置，该动子输出轴的另一端与弹性支撑件的可动端固定连接；

所述动子输出轴与动子同轴设置。

本发明的优点是：

本发明采用双定子结构，使励磁磁场能够沿径向直接穿过动子，动子采用的圆筒形结构，能够大大减轻动子质量，提高电机内部空间利用率，从而提高了电机的功率密度。另外，通过有效的内定子固定结构与动子输出轴结构，简化了所述电机的结构，提高了电机的结构强度与可靠性。从而进一步提高了电机的输出功率、功率密度与动态特性。

本发明结构简单、动子质量小、动态响应快、输出功率大及功率密度高，在直线压缩机及斯特林发电机系统中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的高动态短行程直线振荡电机的结构示意图；

图2为内定子固定板的端面结构示意图；

图3为动子的端面结构示意图；

图4为实施方式二中所述的动子支撑及弹性恢复力产生板簧的结构示意图；

图5为现有短行程直线往复振荡电机的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述的高动态短行程直线振荡电机，它包括外定子1、内定子2、动子3、两个内定子固定板4、两个轴固定板5、两个动子输出轴6、两个弹性支撑件7和外壳8，

所述外定子1、动子3及外壳8均为圆筒形，

外壳8内环表面的居中位置与外定子1的外环表面相固定，

外定子1、动子3和内定子2由外到内依次同轴设置，

外定子1的内环表面与动子3的外环表面之间形成外气隙，动子3的内环表面与内定子2的外环表面形成内气隙；

内定子固定板4为圆盘形，两个内定子固定板4的外圆表面分别与外壳8的内环表面相固定，两个内定子固定板4在外定子1的轴向两个端面的两侧呈对称分布，

内定子2轴向的两端分别与两个内定子固定板4的中心位置相固定连接；