[实用新型]斯特林制冷机用动磁式直线电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种斯特林制冷机，具体涉及一种斯特林制冷机用动磁式直线电机。

背景技术

随着红外探测技术、高温超导技术、生命科学技术、航空及航天技术的飞速发展，对小型低温制冷机的需求不断增加，尤其对制冷机体积小、重量轻、高效率、可靠性的要求越来越高。相对于传统的旋转电机驱动的往复式活塞压缩电机，直线压缩机可获得更高的效率和更长的寿命，同时具有紧凑性、轻型化、效率高的优点，因此在低温制冷中获得了较多应用，直线压缩机的性能很大程度上取决于直线电机的性能，因此对高效直线电机技术的需求日益迫切。

直线电机主要有直线步进电机、直线同步振荡电机、复合次级直线电机等三种类型，在斯特林制冷机和斯特林脉管制冷机的直线压缩机中所使用的直线电机一般为直线同步振荡电机。直线同步振荡电机利用了电磁力及机械共振原理，直接推移活塞往复振动进行工作，按照电磁驱动方式又可以分为动圈式、动铁式和动磁式，其基本特征区别在于运动部件是线圈、铁芯或者是磁铁。

动磁式直线电机的定子由内、外铁芯组成，外铁芯上缠绕环形励磁线圈，在端部形成磁极，动子由永久磁铁组成，通过支撑件与弹簧、活塞连接。工作磁场由励磁线圈产生的交变磁场和永久磁铁产生的恒定磁场两部分组成，在两个磁场的互相作用下，产生轴向的驱动力，从而驱动活塞往复直线运动。这种电机相对于前两种电机结构紧凑，体积小，动力大，效率高，但是动磁式直线电机也存在动子质量较大，工质污染，可靠性不高，效率偏低，小体积与比推力不可同时兼顾等方面的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种斯特林制冷机用动磁式直线电机，该直线电机动子质量小、比推力大，效率高，可靠性高且结构紧凑。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：包括外壳，外壳内设有动子，所述的动子的内部设有内磁极，动子的外部设有外磁极组件，所述的动子的两端分别设有第一、第二膜片弹簧，所述的第一膜片弹簧通过第一螺钉与动子相连，所述的第二膜片弹簧通过第二螺钉与外壳相连，所述的外磁极组件包括外磁极以及嵌合在外磁极内的漆包线线圈组件，漆包线线圈组件包括漆包线线圈、线圈骨架以及绝缘层，所述的漆包线线圈缠绕在线圈骨架上，绝缘层设置在漆包线线圈的外周，所述的外磁极通过第三螺钉固定于外壳上，且所述的外磁极为分体结构，由两个半圆形磁极拼合而成，外磁极上设有用于漆包线线圈引线的内侧引线孔与外侧引线孔，同时外磁极的外侧圆周上开设有固定孔，外磁极的内侧圆周上开有减少涡流损失的豁口槽，外磁极内部设有放置漆包线线圈组件的布线槽，所述的内磁极粘结于气缸体的外径上，且所述的内磁极上设有沿周向布置的细长槽，所述的汽缸体的活塞通过第四螺钉固定于第二膜片弹簧上。 

所述的动子由动子骨架、磁钢、磁钢套环和磁钢底部挡环组成，动子骨架的外径上粘结有圆环形的磁钢，所述的磁钢外周粘结有防止磁钢沿周向脱落的磁钢套环，所述的动子骨架上还焊接有防止磁钢下落的磁钢底部挡环。

所述的动子骨架由不锈钢材料制成，动子骨架上设有第一减重孔与减重槽，所述的第一减重孔与减重槽分别沿动子骨架的周向均匀布置多个，动子骨架的底部还设有第二减重孔和活塞定位孔，所述的活塞定位孔与汽缸体的活塞相配合，所述的动子骨架上还设有与第一膜片弹簧相固定的螺纹孔。

所述的第一膜片弹簧的两侧分别设有第一外垫片与第一内垫片，所述的第二膜片弹簧的两侧分别设有第二外垫片与第二内垫片。

所述的磁钢径向充磁，其外磁极极性同为S，内磁极极性同为N，所述的磁钢由3-5对磁钢片组成。 

所述的磁钢套环由不锈钢材料制成，其厚度为0.15mm－0.25mm。

所述的磁钢底部挡环由不锈钢材料制成，其厚度为0.4mm-0.6mm。

所述的外磁极由软磁合金材料制成。

所述的线圈骨架由非金属材料制成，且所述的线圈骨架上开设有出线孔，所述的漆包线线圈的直径为0.4mm-0.6mm。

由上述技术方案可知，本实用新型的外磁极由两个半圆形磁极拼装而成，易于安装和固定，同时外磁极上设置的内、外侧引线孔与线圈骨架出线孔的配合可以方便电机引线，外侧圆周开有固定孔可用于外磁极的牢固定位并减轻了重量，内侧圆周开设的豁口槽可减少涡流损失，内磁极直接粘接在气缸体外径上，减轻了动子质量，从而使电机的比推力增大，效率提升，同时由于运动惯性质量减小从而使制冷机的振动减小，提高了制冷机运行的可靠性。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；