本發(fā)明涉及電機相關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及一種直線電機及壓縮機。

背景技術(shù)：

目前直線壓縮機用直線振蕩電機大多采用c型、e型、c型環(huán)形等，對于上述直線電機來說，由于其定子齒部疊壓方向較寬，通常會在動子上設(shè)置兩片或多片等間距設(shè)置的磁石，以保證該直線電機的性能。但是上述直線電機中存在著以下問題：參照圖1所示的定子齒部磁力線走向示意圖，從圖中可以看出：當該直線電機的動子處于平衡位置時，其上的兩個磁石100均有一端位于定子內(nèi)部且極性相反，此時磁石100發(fā)出的一部分磁力線會直接通過定子齒部而不交鏈定子軛部就閉合，造成較大漏磁，約超過30％會因此漏掉，漏磁嚴重，導致電機的出力受到損失，同時鐵損增大、磁石用量增加。

目前也有通過增大磁石間距的方式來降低上述存在的漏磁問題，但該種方式會導致磁石另一邊的端部漏磁更嚴重，不能充分利用和發(fā)揮磁石的性能。

而且現(xiàn)有的直線電機的動子與定子之間存在著氣隙不均勻的問題，動子垂直于齒極面方向存在著嚴重的不平衡，存在較大的側(cè)向力使動子發(fā)生側(cè)偏，導致直線電機存在較大的側(cè)向磨損及機械磨損。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效降低磁石之間磁漏的直線電機。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種工作效率高、性能更佳的壓縮機。

為達此目的，一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種直線電機，包括往復振動的動子以及位于動子外的若干對定子，所述 定子包括定子鐵芯，所述動子上設(shè)有至少兩個間距設(shè)置的磁石，相鄰的兩個磁石同一側(cè)的極性相反，所述定子鐵芯對應相鄰兩個磁石的間距處嵌設(shè)有隔磁件。

作為優(yōu)選，所述動子處于平衡位置時，隔磁件對應相鄰兩個磁石間距的中心位置設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述隔磁件的厚度為動子諧振振幅的30％-55％。

作為優(yōu)選，所述隔磁件對應定子鐵芯的齒部的位置設(shè)有輔助磁石，所述輔助磁石一側(cè)的極性與位于該側(cè)的磁石靠近輔助磁石的一側(cè)的極性相同。

作為優(yōu)選，所述隔磁件對應定子鐵芯的齒部的位置設(shè)有安裝槽，所述輔助磁石位于所述安裝槽內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述輔助磁石的寬度h1為所述齒部長度l1的40％-70％，厚度小于等于隔磁件的厚度。

作為優(yōu)選，所述隔磁件包括隔磁件齒部以及與隔磁件齒部相連接的隔磁件軛部，所述隔磁件齒部采用隔磁不導電材料制成，輔助磁石設(shè)置在隔磁件齒部上。

作為優(yōu)選，所述隔磁件軛部采用隔磁不導電材料或者導磁材料制成，當隔磁件軛部采用導磁材料制成時，其連接隔磁件齒部的部分中心位置處設(shè)有間隔。

作為優(yōu)選，所述隔磁件上開設(shè)有若干通風槽，所述通風槽指向動子方向設(shè)置。

另一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種壓縮機，包括上述的直線電機。

本發(fā)明的直線電機通過在定子鐵芯對應相鄰兩個磁石的間距處嵌設(shè)隔磁 件，能夠有效降低相鄰兩個磁石間的磁漏、定子鐵損以及電機重量，節(jié)省了電機成本；

在隔磁件上設(shè)置輔助磁石，進一步降低兩個磁石間磁漏的同時，能夠提升電機單位電流的出力能力，充分利用和發(fā)揮磁石的性能；而且輔助磁石也能夠起到平衡動子的作用，有效降低了動子側(cè)偏導致的機械損耗和機械磨損，平均側(cè)向力降低到1n以下，并且具有一定的自維持能力，保證氣隙大小均勻。

本發(fā)明的壓縮機采用上述直線電機，使其性能得到了顯著的提升，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中直線電機的定子齒部磁力線走向示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的直線電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的直線電機的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的直線電機的板型動子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的直線電機的方形動子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的直線電機的定子齒部磁力線走向示意圖；

圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例一提供的直線電機的隔磁件上設(shè)有通風槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明優(yōu)選實施例二提供的直線電機(動子未示出)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明優(yōu)選實施例二提供的直線電機(動子未示出)隔磁件軛部采用導磁材料時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明優(yōu)選實施例二提供的直線電機的定子齒部磁力線走向示意 圖；

圖11是本發(fā)明優(yōu)選實施例二提供的直線電機(動子未示出)的輔助磁石安裝位置示意圖。

圖中：

1、動子；2、定子；3、磁石；4、隔磁件；5、輔助磁石；6、通風槽；21、定子鐵芯；41、隔磁件齒部；42、隔磁件軛部；100、磁石；211、齒部；212、軛部；421、間隔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

優(yōu)選實施例一：

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

具體的，參照圖2以及圖3，本實施例提供一種直線電機，包括動子1以及定子2，其中動子1做往復振動，其可以一端固定彈簧，另一端接輸出負載(例如接汽缸壓縮氣體)，也可以兩端均固定彈簧，或者兩端均接輸出負載，固定彈簧時，彈簧剛度根據(jù)需要諧振的頻率設(shè)定。

本實施例中，如圖4所示，動子1為板型結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置至少兩個平行設(shè)置的磁石3，且相鄰的兩個磁石3之間設(shè)有間距，其采用釹鐵硼材料制成，磁石3的充磁方向與動子1的運動方向垂直，相鄰的兩個磁石3同一側(cè)的極性相反。上述動子1并非僅限于板型結(jié)構(gòu)，也可以是方形結(jié)構(gòu)(如圖5所示)，磁石3 設(shè)置在該方形結(jié)構(gòu)的四周，也可以是多邊形、弧形、圓形結(jié)構(gòu)，磁石3根據(jù)具體結(jié)構(gòu)進行設(shè)置。本實施例中，動子1選用為板型結(jié)構(gòu)，磁石3設(shè)置為兩個。

定子2成對的設(shè)置在動子1的外側(cè)，且定子2的極數(shù)為大于等于2的偶數(shù)，例如動子1選用為方形結(jié)構(gòu)時，定子2的極數(shù)為4；選用為板型結(jié)構(gòu)時，定子2的極數(shù)為2。本實施例中定子2的極數(shù)選用為2且定子2上下的置于動子1的外側(cè)，并橫跨兩個磁石3設(shè)置。

上述定子2包括定子鐵芯21以及繞設(shè)在定子鐵芯21上的繞組，其中在繞組中通入一定頻率的交流電，定子2會產(chǎn)生與磁石3極性相同或相斥的電磁力，使動子1諧振起來，并具備輸出做功的能力。上述繞組輸入交流電一個周期對應動子1往復運動一個周期。參照圖3，定子2的極性與動子1上的前側(cè)的磁石3的極性相斥時，由于兩個磁石3同一側(cè)的極性相反，因此定子2的極性與后側(cè)的磁石3的極性互相吸引，使得動子1受向前的力，動子1向前運動；同理定子2的極性與后側(cè)磁石3的極性相斥時，動子1受向后的力，向后運動。

定子鐵芯21通過多片硅鋼片疊壓而成，且當定子鐵芯21的中心位置與上述兩個磁石3之間的間距的中心位置對齊時，動子1處于平衡位置。定子鐵芯21包括齒部211以及軛部212，繞組繞設(shè)在齒部211上，齒部211位于動子1的兩側(cè)。齒部211可采用平板類結(jié)構(gòu)，也可采用多邊形、弧形、整圓等立體結(jié)構(gòu)。

參照圖3，在定子鐵芯21對應相鄰兩個磁石3的間距處嵌設(shè)有隔磁件4，具體的，是在定子鐵芯21的中心位置設(shè)置有與其形狀相一致的隔磁件4，即對定子鐵芯21疊壓制造時，在其中心位置疊壓隔磁件4，用于降低動子1上兩個磁石3之間的磁漏。優(yōu)選的，動子1處于平衡位置時，隔磁件4對應相鄰兩個磁石3間距的中心位置設(shè)置。本實施例中，隔磁件4設(shè)置為兩個，分別置于上 下兩個定子鐵芯21上。

本實施例中，隔磁件4的厚度理論上越大越好，但是隨著隔磁件4的厚度的增加，繞設(shè)的繞組的用量也會加大，導致產(chǎn)生的銅損和成本也會相應的增加，因此，隔磁件4的厚度不能無限制的增大，通過多次試驗，將隔磁件4的厚度選用為動子1諧振振幅的30％-55％。

本實施例中，將隔磁件4兩側(cè)的定子鐵芯21的厚度設(shè)置為大于動子1的諧振振幅，以保證動子1順利的諧振。

參照圖9，上述隔磁件4包括隔磁件齒部41以及與隔磁件齒部41相連接的隔磁件軛部42，其中隔磁件齒部41與定子鐵芯21的齒部211形狀相同，隔磁件軛部42與定子鐵芯21的軛部212的形狀相同。

本實施例中，上述隔磁件齒部41以及隔磁件軛部42可均采用隔磁不導電材料制成，具體可采用不導磁塑料件或其他隔磁不導電材料制成，也可僅隔磁件齒部41采用隔磁不導電材料制成，隔磁件軛部42采用硅鋼片等導磁較好的材料制成。上述兩種結(jié)構(gòu)均可，只需保證隔磁件齒部41為隔磁不導電材料即可，以使兩側(cè)磁石3之間的磁漏降低。

圖6為本實施例提供的直線電機的定子齒部磁力線走向示意圖，從該圖中可以看出，在設(shè)置隔磁件4之后，相對于現(xiàn)有未設(shè)隔磁件的直線電機(圖1所示)，本實施例的直線電機的動子1上的兩個磁石3之間的磁漏明顯減少，有效地降低了定子鐵損，同等磁石3用量時，電機出力能力得到提升；而且也減少了硅鋼片的使用，降低電機重量，節(jié)省了電機成本。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，如圖7所示，在隔磁件4上開設(shè)有若干通風槽6，上述若干通風槽6指向動子1方向設(shè)置，使氣流可以通過定子2的齒部211及部分軛部212，降低繞組溫升，提升性能，也能夠降低動子1上的磁石3的溫度， 提升其抗退磁能力。

優(yōu)選實施例二：

本實施例在優(yōu)選實施例一的基礎(chǔ)上對直線電機的結(jié)構(gòu)作了進一步的優(yōu)化，具體的，如圖8所示，是在隔磁件4對應定子鐵芯21的齒部211的位置設(shè)有輔助磁石5，即在隔磁件齒部41上設(shè)置輔助磁石5。上述輔助磁石5一側(cè)的極性與位于該側(cè)的磁石3靠近輔助磁石5的一側(cè)的極性相同，其具體是指：參照圖10所示方向，當動子1處于平衡位置時，兩個磁石3分別位于輔助磁石5的兩側(cè)，此時，位于上方的輔助磁石5的充磁方向與位于下方的輔助磁石5的充磁方向相反，將位于上方的輔助磁石5左側(cè)極性設(shè)置為n極，位于下方的輔助磁石5左側(cè)極性則為s極，而位于動子1上的左側(cè)的磁石3上面的一側(cè)的極性為n極，右側(cè)的磁石3上面的一側(cè)的極性則為s極。通過設(shè)置上述輔助磁石5，能夠進一步的降低兩個磁石3之間的磁漏，而且能夠升電機單位電流的出力能力，充分利用和發(fā)揮磁石3的性能；同時輔助磁石5也能夠起到平衡動子1的作用，能夠有效降低動子1側(cè)偏導致的機械損耗和機械磨損，平均側(cè)向力降低到1n以下，并且具有一定的自維持能力，保證氣隙大小均勻。

本實施例中，該輔助磁石5可以由汝鐵硼材料制成，當不考慮起到平衡動子1的作用的時候，也可以使用鐵氧體材料。本實施例優(yōu)選采用汝鐵硼材料。

在隔磁件齒部41上設(shè)有安裝槽，上述輔助磁石5位于安裝槽內(nèi)。優(yōu)選的，如圖11所示，輔助磁石5到齒部211端面的距離d1大于3mm，到齒部211邊緣的距離d2大于1mm，到軛部212邊緣的距離d3大于3mm。

上述輔助磁石5的寬度h1為齒部211長度l1的40％-70％，厚度小于等于隔磁件4的厚度。

參照圖9，當隔磁件軛部42采用硅鋼片等導磁材料制成時，其連接隔磁件齒部41的部分的中心位置處設(shè)有間隔421，該間隔421能夠降低輔助磁石5一端的自交鏈產(chǎn)生的磁漏，進而降低因輔助磁石5漏磁對直線電機的影響。優(yōu)選的，上述間隔421的寬度d4大于4mm。

下面通過3d有限元仿真測試對上述優(yōu)選實施例一以及優(yōu)選實施例二的兩種方案的性能加以測試，測試后的性能仿真結(jié)果如表1所示：

表1：性能仿真結(jié)果

通過上述仿真結(jié)果可以得知，當優(yōu)選實施例一中只設(shè)置隔磁件4時，其相對于現(xiàn)有技術(shù)，同等輸入電流下，其鐵損得到了降低；優(yōu)選實施例二在優(yōu)選實施例一的基礎(chǔ)上設(shè)置輔助磁石5，能夠進一步起到引導磁路的作用，使得定子2的鐵損進一步的降低，且同樣驅(qū)動電流下直線電機的輸出能力得到了提升。

優(yōu)選實施例三：

本實施例提供了一種壓縮機，具體為一種直線壓縮機，其采用上述優(yōu)選實施例一或優(yōu)選實施例二所述的直線電機，使得其性能得到了顯著的提升，工作效率也得到了提高。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發(fā)明所作的舉例，而并 非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。