[实用新型]动磁式直驱压缩机

说明书

技术领域

本实用新型涉及直驱压缩机领域，具体涉及一体式动磁直驱压缩机。 

背景技术

直线压缩机不存在将电机旋转运动转变为活塞直线往复运动的转换机构，而是由直线电机直接驱动活塞高速往复运动，其行程及上止点由程序控制，从而降低传动损耗，提高系统效率及可靠性，并且可使压缩机结构更加紧凑。因此，直驱压缩机在压缩机领域成为研究热点之一。 

现有的直驱压缩机包括缸体、活塞和缸盖，在缸体内形成一个压缩腔体，活塞被设置在压缩腔体中可往复运动。根据驱动活塞进行往复运动的驱动装置的不同，直驱压缩机分为动圈式、动铁式以及动磁式三种结构类型。动圈式结构动子质量轻，谐振频率高，但在高频往复运动时导线易发生扯断等问题，且推力密度低，不适合用于压缩机领域。动铁式结构推力密度高，但由于动子质量较高，导致谐振频率低，较少用于中高频直驱压缩机中。动磁式结构则结合前两者的优点，具有动子质量轻，推力大等优点。随着高性能永磁材料的发展，能在应用较少永磁材料的情况下产生更大推力。因此动磁式结构是高性能直驱压缩机的主要发展方向。 

现有的动磁式直驱压缩机大多采用“C”型外定子结构，并由放置有永磁磁钢的支架连接到活塞上，带动活塞进行直线往复运动。图1为现有结构纵向剖面图。如图1及图2所示，已有技术的直驱压缩机大多由以下结构构成：定子绕组 、外定子铁芯、弹簧、排气阀、出气阀弹簧、吸气阀、内定子铁芯、永磁体、吸气管、压缩腔、吸排气腔体、出气管口、活塞、永磁体支架。绕组内嵌在外定子铁芯中，为饼式绕组。外定子铁芯由许多小定子铁芯块拼装而成，构成小铁芯块的外定子冲片呈“C”型。电机的动子由永磁体和非导磁材料构成的永磁体支架组成，内定子为内紧外松的辐射状结构(如图3所示)。 

当绕组中通入电流时，使“C”型外定子冲片左右两侧定子齿部产生极性相反的磁极，永磁体磁极与电枢绕组产生的磁极相互作用，产生电磁 推力。在电磁力的作用下，动子沿轴向左右运动。动子上的永磁体极性确定后，振动方向由绕组中电流的正负决定。 

由于现有直驱压缩机的磁路走向决定了内定子必然需要采用内紧外松的辐射状结构。而此种结构叠装难度大，加工困难，增加了加工成本。且由于组成内定子的硅钢片为厚度均匀的矩形硅钢片，内定子外圆周各硅钢片之间必然存在缝隙，从而使得磁阻变大，导致电机效率下降。另外，电机动子支撑弹簧位于端部，使得压缩机总体轴向长度变长，体积增大。 

发明内容

本实用新型提供了一种动磁式直驱压缩机，采用横向磁路结构，使磁路与电机运动方向呈垂直关系，从而电机的内外定子均可采用普通旋转电机内外定子结构，沿轴向叠装，加工方便，能够提供大推力并且效率高，克服了已有直驱压缩机的缺点，从而解决现有技术中的问题。 

一种动磁式直驱压缩机，包括压缩腔体、位于压缩腔体内的活塞和活塞轴，其中，驱动所述的活塞和活塞轴在压缩腔体内进行往复运动的电机包括相互配合的动子部件和定子部件。 

所述的动子部件，由永磁体支架和镶嵌在永磁体支架的外圆面上的若干块N、S极交替排列的永磁磁钢构成，所述的动子部件的端部与活塞轴连接； 

所述的定子部件，包括内、外定子；所述的外定子是由两个分离的定子沿轴向排列而成，其中，每个定子的定子铁芯由定子冲片沿轴向叠压而成，每一片定子冲片上均布有定子齿和齿槽，每个定子的定子绕组嵌于所述的齿槽中，所述的定子绕组采取集中式绕组；所述的内定子的定子铁芯由圆环状定子冲片沿轴向叠压而成； 

所述的动子部件与定子部件同轴，所述的动子部件位于所述的内定子和外定子之间；所述的永磁磁钢与所述的外定子的定子齿的数目相同并且位置一一对应； 

在所述的活塞轴两侧还设有用于活塞复位的恢复弹簧和用于支撑活塞轴的滑动轴承。 

内定子、动子部件和外定子位于压缩腔体外部，沿筒形压缩腔体的径向由内至外依次同轴设置，动子部件延伸出的一端(动子部件的端部)与压缩腔体内的活塞轴连接。 

所述的外定子的齿槽的槽型为半闭口槽，此槽型可减少铁芯表面损耗及齿内脉振损耗，并使有效气隙长度较小，从而改善电机功率因数。 

所述的外定子中两定子的定子绕组反向串联。本实用新型中，定子绕组采取集中绕组，绕组端接部分缩短，导线用量减少，绕组线圈电阻降低，铜耗减少，电机效率提高，成本降低，制造周期缩短。 

所述的永磁体支架为非导磁材料，以减少磁场外泄造成的能量损耗。 

所述的永磁磁钢为瓦片状结构，径向充磁，便于装配，成本低。 

所述的滑动轴承为直线滑动轴承，配合活塞轴使用，摩擦阻力小。