專利名稱：有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)，特別涉及一種有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著在軍事及深空探測方面紅外探測技術(shù)的發(fā)展，具有體積小、重量輕、壽命長等特點(diǎn)的直線斯特林制冷機(jī)得到了越來越多的應(yīng)用。而直線電機(jī)是該類制冷機(jī)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)部件，和制冷機(jī)一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)和性能對制冷機(jī)具有至關(guān)重要作用。目前先進(jìn)的斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)均為動(dòng)磁式結(jié)構(gòu)，按照定子鐵芯形狀分為無極靴、有極靴兩種結(jié)構(gòu)。其中無極靴直線電機(jī)典型結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示(圖中給出縱向切面的一半)。該結(jié)構(gòu)直線電機(jī)主要由定子鐵芯1、線圈2 (右線圈2a、左線圈2b)、動(dòng)子鐵芯
3(右動(dòng)子鐵芯3a、左動(dòng)子鐵芯3b)、磁鋼4 (軸向充磁)等組成。其中，磁鋼4充磁方向?yàn)檩S向；左線圈和右線圈電流方向相反。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是在動(dòng)子行程范圍內(nèi)，電機(jī)推力基本不變，僅端部有所降低，不會和制冷機(jī)板彈簧的作用力抵消。不足之處是電機(jī)的等效氣隙包含線圈部分較大，導(dǎo)致氣隙磁密不高，從而電機(jī)比推力受限。圖2所示為一種有極靴的直線電機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)直線電機(jī)主要由外定子鐵芯11、線圈12、內(nèi)定子鐵芯13、磁鋼14 (徑向充磁)等組成。其中，磁鋼14充磁方向?yàn)閺较颍瑔螛O性(環(huán)內(nèi)為一個(gè)極性，環(huán)外為另一個(gè)極性)。這種結(jié)構(gòu)外定子鐵芯11具有兩個(gè)極靴(11a、11b)，使得電機(jī)等效氣隙很小，可以獲得較大的氣隙磁密，從而比推力較大。這種結(jié)構(gòu)的不足之處是由于兩個(gè)極靴的存在，使得電機(jī)動(dòng)子與定子之間存在齒槽拉力，越到動(dòng)子行程的兩邊，這種拉力越大，由于拉力的方向和制冷機(jī)板彈簧的拉力方向相反，使得彈簧的作用力被部分抵消，不利于制冷機(jī)的諧振工作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種氣隙磁密大，提高制冷機(jī)整機(jī)工作諧振性的有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)。為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)子磁鋼由一段主磁鋼和左、右各一段輔磁鋼構(gòu)成，主磁鋼和左、右輔磁鋼安裝于磁鋼骨架上，磁鋼外側(cè)套有磁鋼保護(hù)套；所述兩段輔磁鋼的極性相同，兩段輔磁鋼和主磁鋼的極性相反，各磁鋼均為單極性、徑向充磁。所述磁鋼骨架和磁鋼保護(hù)套均為非導(dǎo)磁的金屬材料。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于I)直線電機(jī)為有極靴結(jié)構(gòu)，氣隙磁密大，可獲得較高的比推力；2)動(dòng)子磁鋼為三段式結(jié)構(gòu)，其中中間一段為主磁鋼，兩端的兩段為輔助磁鋼，主磁鋼和輔助磁鋼極性相反，均為徑向充磁，使得動(dòng)子磁鋼和定子鐵芯的齒槽磁拉力效果與制冷機(jī)板彈簧效果一致，而不是互相抵消，提高制冷機(jī)整機(jī)的工作諧振性；[0011]3)三段磁鋼外側(cè)套有非導(dǎo)磁金屬材料制成的磁鋼保護(hù)套，提高動(dòng)子的整體機(jī)械強(qiáng)度，防止因電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)或外力造成磁鋼脫落。

圖1是現(xiàn)有無極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的動(dòng)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型直線電機(jī)的應(yīng)用示意圖。圖中標(biāo)號說明I—定子鐵芯；2a—右線圈；2b一左線圈；3a—右動(dòng)子鐵芯；3b一左動(dòng)子鐵芯；4一磁鋼(軸向充磁)；11一外定子鐵芯；Ila—外定子鐵芯右極靴；Ilb一外定子鐵芯左極靴； 12—線圈；13一內(nèi)定子鐵芯；14一磁鋼(徑向充磁)；24一主磁鋼；25a—左輔磁鋼；25b—右輔磁鋼；31—磁鋼骨架；32—磁鋼保護(hù)套；41 一缸套；42—活塞；43—板彈簧；44 一殼體。
具體實(shí)施方式
請參閱附圖所示，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型提供了一種有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)，所述動(dòng)子磁鋼由一段主磁鋼24和左、右各一段輔磁鋼構(gòu)成，主磁鋼24和左輔磁鋼25a、右輔磁鋼25b采用膠粘方式安裝于磁鋼骨架31上，磁鋼外側(cè)套有磁鋼保護(hù)套32 ;所述兩段輔磁鋼25a、25b的極性相同,兩段輔磁鋼25a、25b和主磁鋼24的極性相反,各磁鋼均為單極性、徑向充磁，內(nèi)圈為一個(gè)極性，外圈為相反的極性。所述磁鋼骨架31和磁鋼保護(hù)套32均為非導(dǎo)磁的金屬材料。如圖5所示，其中動(dòng)子組件通過制冷機(jī)活塞42和板彈簧43連在一起，通過主、輔三段磁鋼的磁場調(diào)制作用，使得動(dòng)子、定子鐵芯之間的齒槽拉力方向和板彈簧43作用力方向一致，不會相互抵消，有利于調(diào)整制冷機(jī)的工作諧振性能。
權(quán)利要求1.一種有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述動(dòng)子磁鋼由一段主磁鋼和左、右各一段輔磁鋼構(gòu)成，主磁鋼和左、右輔磁鋼安裝于磁鋼骨架上，磁鋼外側(cè)套有磁鋼保護(hù)套；所述兩段輔磁鋼的極性相同，兩段輔磁鋼和主磁鋼的極性相反，各磁鋼均為單極性、徑向充磁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述磁鋼骨架和磁鋼保護(hù)套均為非導(dǎo)磁的金屬材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種有極靴動(dòng)磁式斯特林制冷機(jī)用直線電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)，所述磁鋼由一段主磁鋼和左、右各一段輔磁鋼構(gòu)成，主磁鋼和左、右輔磁鋼安裝于磁鋼骨架上，磁鋼外側(cè)套有磁鋼保護(hù)套；所述兩段輔磁鋼的極性相同，兩段輔磁鋼和主磁鋼的極性相反，各磁鋼均為單極性、徑向充磁。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是氣隙磁密大；動(dòng)子磁鋼和定子鐵芯的齒槽磁拉力效果與制冷機(jī)板彈簧效果一致，提高制冷機(jī)整機(jī)的工作諧振性；三段磁鋼外側(cè)套有非導(dǎo)磁金屬材料制成的磁鋼保護(hù)套，提高動(dòng)子的整體機(jī)械強(qiáng)度，防止因電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)或外力造成磁鋼脫落。
文檔編號H02K41/03GK202840904SQ20122050144
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者鄭文鵬, 包廣清, 魯華 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十一研究所