线性马达以及具备其的线性压缩机制造技术

本发明专利技术的线性马达以及具备其的线性压缩机，在设置有线圈绕组的定子结合有多个磁铁，在可动子设置有由非永磁体的磁体形成的可动子铁芯，所述多个磁铁以相同的方向被磁化，由此不是减小针对可动子铁芯的复原力而是增加推力，从而能够提高马达输出。另外，随着应用于气隙双气隙马达，能够使可动子铁芯的控制容易，使磁铁的组装作业和磁化作业容易。另外，随着定子由定向铁芯形成，能够减少铁芯损失，从而能够提高马达效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线性马达以及具备其的线性压缩机
本专利技术涉及可动子进行直线往复运动的线性马达以及具备其的线性压缩机。
技术介绍
线性马达是可动子通过与定子的相互作用而进行直线往复运动的马达，线性压缩机是采用该线性马达而将活塞结合于可动子的压缩机。因此，当结合于可动子的活塞在缸筒进行往复运动时，线性压缩机实施移动至下死点(BottomDeadCenter：BDC)的吸入行程，移动至上死点(TopDeadCenter：TDC)的压缩行程。线性马达包括通过磁通量的铁芯、被施加电流的线圈绕组以及与它们一起形成磁路的磁铁。铁芯以圆筒形状分别形成的内侧铁芯和外侧铁芯隔着气隙(AirGap)而分别设置于内侧和外侧。线圈绕组设置于内侧铁芯或外侧铁芯，磁铁与可动子结合或结合于铁芯。线性马达可以根据设置于铁芯的气隙的数量分为气隙双气隙马达或气隙单气隙马达。专利文献1(韩国公开专利第10-2016-0132665A号)公开了气隙双气隙马达，专利文献2(韩国公开专利第10-2018-0088121A号)公开了气隙单气隙马达。在气隙双气隙马达中，内侧铁芯和外侧铁芯的两端彼此隔开而形成两个气隙。在两侧气隙分别设置有磁铁，并通过在铁芯形成的磁通量，可动子进行往复运动。在气隙单气隙马达中，内侧铁芯和外侧铁芯的一端连接，而另一端彼此隔开而形成一个气隙。在该气隙设置有磁铁，并通过在铁芯形成的磁通量，可动子进行往复运动。由于如上所述的线性马达的可动子进行往复运动，因此可动子的重量与马达的效率有密切的关联。在磁铁结合于可动子的结构中，主要使用高磁性的Nd磁铁。虽然Nd磁铁的磁力强但是价格也高，因此会提高马达和压缩机的制造成本。因此，使用低磁性的铁素体(ferrite)磁铁。虽然铁素体磁铁价格低但是磁力弱，因此需要相对多的磁铁，从而会增大可动子的重量。因此，在使用铁素体磁铁的情况下，通过将磁铁结合于形成定子的铁芯并在可动子设置由磁体形成的可动子铁芯，来降低可动子的重量。专利文献2公开了在气隙单气隙马达中将被磁化为彼此不同的方向的多个铁素体磁铁应用于形成定子的外侧铁芯的例子。另外，定子形成因在线圈流动的电流而形成的磁通路径，定子通常由无取向的材质形成，例如，可以由无取向硅钢板形成。在此，无定向是指磁特性不会因材质的方向而发生变化。由于在线性压缩机动作时，在定子的磁通量方向会随着进行往复运动的可动子的位置而反复发生变化，因此由无定向材质形成的定子会提供电磁力，而不会较大地受可动子的位置的影响。但是，如上所述，当在构成定子的外侧铁芯使用铁素体磁铁的情况下，多个磁铁会被磁化为朝向彼此不同的方向，因此会增大使可动子复原到磁路中心(定子中心)的复原力(centeringforce)。这会减弱向上死点或下死点方向推动可动子的推力，从而存在结合有该马达的压缩机的性能下降的问题。另外，由于现有的线性马达形成为一个气隙从磁路中心偏心，因此阿尔法波形形成为非对称并且电感上升，从而存在使马达的控制特性劣化，马达的效率下降的问题。另外，由于现有的线性马达将磁铁安装于铁芯的内周面，因此存在磁铁的安装作业困难的问题。尤其，随着将多个磁铁磁化为朝向彼此不同的方向，会使针对此前说明到的磁铁的磁化作业更困难的问题。另外，现有的线性马达的磁场分布会根据运转频率而反复地发生变化。在通过因线圈产生的磁场来磁化定子(铁芯)的过程中，会产生能量损失，也可以将其称作铁芯损失(coreloss，铁损)。铁芯损失是为了在特定频率条件下获得规定的磁通量密度而不可避免发生的损失，因此存在使线性马达的效率进一步下降的问题。
技术实现思路
技术课题本专利技术的目的在于，提供一种通过提高推力，不仅能够减少磁铁的使用量而且还能够提高马达效率的线性马达以及具备其的线性压缩机。进一步，本专利技术的目的在于，提供一种通过沿定子的轴向固定多个磁铁并降低在该磁铁的周边形成的复原力，来提高针对可动子的推力的线性马达以及具备其的线性压缩机。更进一步，本专利技术的目的在于，提供一种能够通过将多个磁铁磁化为朝向相同的方向来提高推力的同时，能够通过在多个磁铁之间设置由磁体形成的铁芯来减少磁铁的使用量并提高马达输出的线性马达以及具备其的线性压缩机。另外，本专利技术的另一目的在于，在定子固定有至少两个以上的磁铁的情况下，能够通过提高该马达的控制特性来提高马达效率的线性马达以及具备其的线性压缩机。进一步，本专利技术目的在于，能够通过改善阿尔法波形、扩大可动子的有效行程范围，来提高马达的控制特性的线性马达以及具备其的线性压缩机。更进一步，本专利技术的目的还在于，能够通过优化可动子铁芯的长度来改善阿尔法值，并扩大有效行程范围的线性马达以及具备其的线性压缩机。另外，本专利技术的另一目的还在于，提供一种不仅能够容易地将磁铁结合于定子，而且还能够容易磁化该磁铁的线性马达以及具备其的线性压缩机。进一步，本专利技术的目的在于，提供一种能够通过将磁铁结合于定子的外周面，使针对该磁铁的结合作业和磁化作业容易的线性马达以及具备其的线性压缩机。更进一步，本专利技术的目的在于，提供一种能够通过将两个以上的磁铁结合于定子的外周面并且使两侧磁铁之间隔开，使结合作业和磁化作业容易的线性马达以及具备其的线性压缩机。另外，本专利技术的另一目的还在于，能够通过降低铁芯损失来进一步提高效率的线性马达以及具备其的线性压缩机。进一步，本专利技术的目的在于，提供一种设置有由构成定子片的结晶的易磁化方向沿一方向分布的材质形成的定子的线性马达以及具备其的线性压缩机。更进一步，本专利技术的目的在于，提供一种能够通过使置于磁路的定子的一部分由定向电工钢形成，来降低铁芯损失的线性马达以及具备其的线性压缩机。解决课题的技术方案为了达成本专利技术的目的，可以提供线性马达以及具备其的线性压缩机，其特征在于，多个磁铁结合于设置有线圈绕组的定子，在可动子设置有由非永磁体的磁体形成的可动子铁芯，所述多个磁铁被磁化为朝向相同的方向。在此，所述磁铁可以由铁素体磁铁形成。并且，所述定子可以由外侧定子和内侧定子构成，所述多个磁铁可以插入并设置于所述内侧定子的外周面。并且，在所述内侧定子可以延伸有朝向所述外侧定子凸出的铁芯部，所述铁芯部可以位于所述多个磁铁之间。并且，所述可动子铁芯可以在所述磁铁的范围内设置。并且，所述定子可以形成为以所述线圈绕组为中心在轴向两侧分别配置有气隙。并且，所述多个磁铁可以插入并设置于所述定子的内周面。并且，在所述定子可以延伸有朝向可动子凸出的铁芯部，所述多个磁铁可以分别位于所述铁芯部的轴向侧面。并且，所述可动子铁芯可以设置于与所述磁铁和铁芯部的触点重叠的位置。另外，为了达成本专利技术的目的，可以提供一种线性马达，其特征在于，包括：定子，具有外侧定子和内侧定子，所述内侧定子隔着与所述外侧定子的内侧径向隔开的气隙(airgap)而设置，所述气隙沿轴向隔开预先设定的间隔形成有多个；线圈绕组，设置于所述定子；可动子，设置于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性马达，其特征在于，包括：/n定子，设置有线圈绕组，结合有多个磁铁；以及/n可动子，设置为与所述定子隔开，能够相对于所述定子往复运动，设置有由作为非永磁体的磁体形成的可动子铁芯，/n多个所述磁铁以相同的方向被磁化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180223 KR 10-2018-0022010;20190215 KR 10-2019-001.一种线性马达，其特征在于，包括：
定子，设置有线圈绕组，结合有多个磁铁；以及
可动子，设置为与所述定子隔开，能够相对于所述定子往复运动，设置有由作为非永磁体的磁体形成的可动子铁芯，
多个所述磁铁以相同的方向被磁化。


2.根据权利要求1所述的线性马达，其特征在于，
所述定子包括外侧定子和内侧定子，所述内侧定子在所述外侧定子的内侧隔着所述可动子在径向上与所述外侧定子隔开，
在所述外侧定子和所述内侧定子设置有在轴向上隔开的多个气隙(airgap)，在多个所述气隙之间形成有从所述内侧定子朝向所述外侧定子延伸的中心铁芯，
多个所述磁铁隔着所述中心铁芯分别固定于所述中心铁芯的轴向上的两侧。


3.根据权利要求2所述的线性马达，其特征在于，
多个所述磁铁的轴向长度彼此相同。


4.根据权利要求3所述的线性马达，其特征在于，
多个所述磁铁的轴向上的两端之间的长度小于等于所述外侧定子的轴向上的两端之间的长度。


5.根据权利要求4所述的线性马达，其特征在于，
多个所述磁铁分别形成为环形状。


6.根据权利要求5所述的线性马达，其特征在于，
在所述内侧定子的外周面形成有环形状的固定槽，环形状的固定构件的一部分插入到所述固定槽中而在轴向上支撑，
多个所述磁铁中的至少一侧磁铁被所述固定构件在轴向上支撑。


7.根据权利要求2所述的线性马达，其特征在于，
所述中心铁芯形成为当所述可动子移动时，所述中心铁芯的至少一部分与所述可动子铁芯在径向上重叠。


8.根据权利要求7所述的线性马达，其特征在于，
所述中心铁芯的轴向长度小于等于多个所述磁铁中的一个磁铁的轴向长度。


9.根据权利要求7所述的线性马达，其特征在于，
所述中心铁芯的径向高度小于等于多个所述磁铁的高度。


10.根据权利要求2所述的线性马达，其特征在于，
所述内侧定子由形成磁路的定子主体和从所述定子主体延伸的中心铁芯构成，
在所述定子主体和中心铁芯连接的部分形成有分别轴向支撑多个所述磁铁的支撑面部，所述支撑面部形成为带有台阶。


11.根据权利要求2所述的线性马达，其特征在于，
所述可动子铁芯的轴向长度大于等于所述中心铁芯的轴向长度。


12.根据权利要求1所述的线性马达，其特征在于，
所述可动子铁芯的轴向长度大于等于多个所述磁铁中的一个磁铁的轴向长度。


13.根据权利要求2所述的线性马达，其特征在于，
所述定子设置有至少一个定向磁芯部，所述定向磁芯部形成为易磁化方向(easydirectionofmagnetization)均匀地分布，并配置在通过所述线圈绕组形成的磁通路径上。


14.根据权利要求13所述的线性马达，其特征在于，
所述定向磁芯部设置有一对径向铁芯部分，所述一对径向铁芯部分形成为隔着所述线圈绕组彼此隔开，沿所述可动子的径向延伸，易磁化方向与所述可动子的径向平行。


15.根据权利要求14所述的线性马达，其特征在于，
所述定向磁芯部还设置有往复方向铁芯部分，所述往复方向铁芯部分延伸为在所述可动子的往复方向上将所述一对径向铁芯部分彼此连接，并且形成为易磁化方向与所述可动子的往复方向平行。


16.根据权利要求15所述的线性马达，其特征在于，
所述一对径向铁芯部设置有一对倾斜面，所述一对倾斜面分别在各自的外周侧端部彼此相对且向彼此相反的方向倾斜，
所述往复方向铁芯部分设置有倾斜结合面，所述倾斜结合面设置于所述往复方向铁芯部分的两端部，并形成为与所述一对的倾斜面面接触并结合。


17.根据权利要求14所述的线性马达，其特征在于，
所述定向磁芯部还设置有，
一对连接铁芯部分，形成为与所述一对径向铁芯部分的外周侧端部结合，并且易磁化方向相对于所述一对径向铁芯部分的易磁化方向朝向彼此相反的方向倾斜；以及
往复方向铁芯部分，延伸为在所述可动子的往复方向上将所述一对连接铁芯部分彼此连接，并形成为易磁化方向与所述可动子的往复方向平行。


18.一种线性压缩机，其特征在于，包括：
壳体，具有内部空间；
线性马达，配置于所述壳体的内部空间，可动子进行往复运动；
活塞，与所述线性马达的可动子结合并一起进行往复运动；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔基喆，洪彦杓，金在范，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR