本發(fā)明屬于直線電機，涉及一種磁路并行動磁型直線振蕩電機。
背景技術：
1、在壓縮制冷領域，旋轉電機與曲柄連軸相結合來驅動活塞實現直線往復運動的方式最為普遍，但是這種方式不僅會導致零部件數量較多、成本增大，同時由于機械轉換結構無法規(guī)避的摩擦損耗，導致整個系統(tǒng)的效率不高。而直線振蕩電機具有結構簡單、運動頻率高、響應速度快等優(yōu)勢，其動子可直接拖動壓縮機活塞實現高頻往復運動，因此是替代傳統(tǒng)壓縮機最有競爭力的方案。
2、現有直線壓縮機根據裝配方式可分為兩種：軸向疊壓定子的橫向磁通直線振蕩電機、周向疊壓定子的徑向磁通直線振蕩電機。橫向磁通永磁直線振蕩電機其定子結構與傳統(tǒng)的旋轉電機定子結構相類似，硅鋼片采用軸向疊壓，電機定子槽數與動子永磁體極數相同，通過定子槽中的電樞繞組施加不同極性的磁場，從而與動子永磁體產生相應的吸力和排斥力，在電磁力的作用下從而現實動子直線往復運行。但是這種結果雖然裝配較為簡單，但是動子質量較大，無法實現較高頻率的運行。徑向磁通永磁直線振蕩電機的磁路方向與動子運行方向共面，因此需要采用周向疊壓硅鋼片的方式來降低渦流損耗，這種定子結構的疊壓系數較低，輸出力和功率密度不高，因此需要增加多極永磁結構，以降低氣隙磁路中的磁阻，提高功率密度。
技術實現思路
1、1.所要解決的技術問題：
2、現有永磁直線振蕩電機的功率密度不高，單位永磁體的出力能力有待提升，如何實現永磁直線振蕩電機高推力密度。
3、2.技術方案：
4、為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，包括內定子和外定子，動子位于內定子和外定子之間，所述動子包括永磁體，所述永磁體分為主永磁體和輔助永磁體，輔助永磁體對稱設置在主永磁體兩端，所述外定子包括一個軸向磁場外定子和兩個橫向磁場外定子，兩個橫向磁場外定子所述對稱分布在軸向磁場外定子兩端，內定子環(huán)形主體、橫向磁路外定子環(huán)形主體和軸向磁場外定子環(huán)形主體都為圓環(huán)結構，所述動子為套筒結構。
5、所述動子包括動子支撐鐵心和輸出軸，所述動子支撐鐵心固定在輸出軸上，所述動子支撐鐵心為非導磁結構，外表面預留有永磁體定位齒，所述動子支撐鐵心與內定子之間形成內氣隙，所述動子支撐鐵心上根據主永磁體和輔助永磁體的大小開設有放置槽，主永磁體和輔助永磁體均裝在放置槽內，所述主永磁體和輔助永磁體均為多片為數量和角度相同的瓦片結構釹鐵硼材料，主永磁體和輔助永磁體瓦片在拼接中保持中心對齊所述主永磁體和輔助永磁體與外定子之間形成外氣隙。
6、所述內定子包括內定子環(huán)形主體、內定子定位環(huán)和內定子支撐環(huán)，所述內定子環(huán)形主體兩端面預留有環(huán)形定位槽，一端定位槽與內定子定位環(huán)中的凸起齒相配合，通過焊接方式進行緊固；內定子環(huán)形主體另一端定位槽與內定子支撐環(huán)配合，使得內定子環(huán)形主體固定在內定子支撐環(huán)上，所述內定子環(huán)形主體是通過導磁材料整塊加工而成，或多個扇形導磁材料拼接而成，或采用硅鋼片沿圓周方向疊加而成，或者由多個硅鋼片組成的定子塊拼接而成。
7、橫向磁場外定子環(huán)形主體為環(huán)形結構，沿內圓周線方向均勻分布了偶數個開口槽，平行齒位于兩個開口槽之間，橫向磁場外定子繞組線圈圍繞平行齒進行分布。兩個橫向磁場外定子通過軸向磁場外定子左右兩端的定位環(huán)進行間隔。
8、所述橫向磁場外定子通過導磁材料整塊加工而成，或采用環(huán)形硅鋼片沿軸向疊壓而成。所述軸向磁場外定子通過導磁材料整塊加工而成的定子塊拼接而成，或采用硅鋼片組成的定子塊拼接而成。
9、軸向磁場外定子主體為環(huán)形結構，兩端面預留有環(huán)形凸齒，拼裝完整的軸向磁場外定子主體定子塊通過外定子定位環(huán)固定，從而實現環(huán)形結構，軸向磁場外定子主體內設置有環(huán)形安裝孔，軸向磁場外定子繞組線圈位于環(huán)形安裝孔內。
10、所述軸向磁場外定子通過導磁材料整塊加工而成的定子塊拼接而成，或采用硅鋼片組成的定子塊拼接而成.。
11、所述主永磁體瓦片數量、橫向磁場外定子開口槽數、軸向磁場外定子定子塊的數量、和內定子定子塊的數量相等。
12、軸向磁場外定子環(huán)形主體的軸向長度與所述內定子環(huán)形主體長度相等，所述主永磁體瓦片的中心線、橫向磁場外定子環(huán)形主體定子齒的中心線、軸向磁場外定子環(huán)形主體定子塊的中心線和內定子環(huán)形主體定子塊的中心線保持對齊，橫向磁場外定子環(huán)形主體的軸向長度大于電機的額定行程，橫向磁場外定子環(huán)形主體與軸向磁場外定子環(huán)形主體之間的距離與電機的額定行程相等，主永磁體和兩個輔助永磁體總的軸向長度大于兩個橫向磁場外定子環(huán)形主體之間的間距，所述主永磁體瓦片數量np、橫向磁場外定子槽數ns、軸向磁場外定子硅鋼片定子塊的數量nr和內定子硅鋼片定子塊的數量ni滿足以下關系式：np=ns=nr=ni。所述主永磁體瓦片的中心線、橫向磁場外定子環(huán)形主體定子齒的中心線、軸向磁場外定子環(huán)形主體定子塊的中心線和內定子環(huán)形主體定子塊的中心線保持對齊。
13、還包括機殼，機殼內壁表面設有定位齒，將外定子按照兩邊橫向磁場外定子中間軸向磁場外定子的排布方式固定在機殼內部，機殼兩端分別設置有第一端蓋和第二端蓋，第一端蓋和第二端蓋均設有安裝孔，安裝孔內緊固連接有直線軸承，第一端蓋緊固連接有彈性件，彈性件的另一端與動子鐵心支撐緊固連接。
14、3.有益效果：
15、本發(fā)明提供一種磁路并行動磁型直線振蕩電機，該電機動子采用三塊永磁體結構，中間永磁體極性與兩端永磁體極性相反。相較于傳統(tǒng)的單相多極永磁直線振蕩電機，其在外定子兩端的空間中各放置有一組周向疊壓的硅鋼片定子，每個定子開設有一定數量的槽，每個槽中放置有兩組電樞線圈，通過線圈中不同電流產生極性不同的磁場來實現對動子永磁體的吸引和排斥；該電機相較于傳統(tǒng)電機，能夠最大程度的利用動子永磁體，在不增大動子質量的情況下提高單位永磁體的出力，同時保持電機整體軸向長度不變，從而解決現有直線振蕩電機單位永磁體出力不高的問題。
1.一種磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，包括內定子（1）和外定子（3），動子（2）位于內定子（1）和外定子（3）之間，其特征在于：所述動子（2）包括永磁體，所述永磁體分為主永磁體（23）和輔助永磁體（24），輔助永磁體（24）對稱設置在主永磁體（23）兩端，所述外定子（3）包括一個軸向磁場外定子（31）和兩個橫向磁場外定子（32），兩個橫向磁場外定子（32）所述對稱分布在軸向磁場外定子31兩端，內定子環(huán)形主體（11）、橫向磁路外定子環(huán)形主體（311）和軸向磁場外定子環(huán)形主體（321）都為圓環(huán)結構，所述動子（2）為套筒結構。
2.如權利要求1所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：所述動子（2）包括動子支撐鐵心（22）和輸出軸（21），所述動子支撐鐵心（22）固定在輸出軸（21）上，所述動子支撐鐵心（22）為非導磁結構，外表面預留有永磁體定位齒，所述動子支撐鐵心（22）與內定子（1）之間形成內氣隙，所述動子支撐鐵心（22）上根據主永磁體（23）和輔助永磁體（24）的大小開設有放置槽，主永磁體（23）和輔助永磁體（24）均裝在放置槽內，所述主永磁體（23）和輔助永磁體（24）均為多片為數量和角度相同的瓦片結構釹鐵硼材料，主永磁體（23）和輔助永磁體（24）瓦片在拼接中保持中心對齊所述主永磁體（23）和輔助永磁體（24）與外定子（3）之間形成外氣隙。
3.如權利要求1或2所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：所述內定子（1）包括內定子環(huán)形主體（11）、內定子定位環(huán)（12）和內定子支撐環(huán)（13），所述內定子環(huán)形主體（11）兩端面預留有環(huán)形定位槽，一端定位槽與內定子定位環(huán)（12）中的凸起齒相配合，通過焊接方式進行緊固；內定子環(huán)形主體（12）另一端定位槽與內定子支撐環(huán)（13）配合，使得內定子環(huán)形主體（11）固定在內定子支撐環(huán)（13）上，所述內定子環(huán)形主體（11）是通過導磁材料整塊加工而成，或多個扇形導磁材料拼接而成，或采用硅鋼片沿圓周方向疊加而成，或者由多個硅鋼片組成的定子塊拼接而成。
4.如權利要求1或2所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：橫向磁場外定子環(huán)形主體（321）為環(huán)形結構，沿內圓周線方向均勻分布了偶數個開口槽，平行齒位于兩個開口槽之間，橫向磁場外定子繞組線圈（322）圍繞平行齒進行分布。
5.兩個橫向磁場外定子（32）通過軸向磁場外定子左右兩端的定位環(huán)（313）進行間隔。
6.如權利要求4所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：所述橫向磁場外定子（32）通過導磁材料整塊加工而成，或采用環(huán)形硅鋼片沿軸向疊壓而成。
7.所述軸向磁場外定子通過導磁材料整塊加工而成的定子塊拼接而成，或采用硅鋼片組成的定子塊拼接而成
8.如權利要求3所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：所述軸向磁場外定子（31）通過導磁材料整塊加工而成的定子塊拼接而成，或采用硅鋼片組成的定子塊拼接而成..
9.如權利要求7所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：軸向磁場外定子環(huán)形主體（311）的軸向長度與所述內定子環(huán)形主體（11）長度相等，橫向磁場外定子環(huán)形主體（321）的軸向長度大于電機的額定行程，橫向磁場外定子環(huán)形主體（321）與軸向磁場外定子環(huán)形主體（311）之間的距離與電機的額定行程相等，主永磁體（23）和兩個輔助永磁體（24）總的軸向長度大于兩個橫向磁場外定子環(huán)形主體（321）之間的間距，所述主永磁體瓦片數量np、橫向磁場外定子槽數ns、軸向磁場外定子硅鋼片定子塊的數量nr和內定子硅鋼片定子塊的數量ni滿足以下關系式：np=ns=nr=ni，所述主永磁體瓦片的中心線、橫向磁場外定子環(huán)形主體定子齒的中心線、軸向磁場外定子環(huán)形主體定子塊的中心線和內定子環(huán)形主體定子塊的中心線保持對齊。
10.如權利要求3所述的磁路并行動磁型圓筒直線振蕩電機，其特征在于：還包括機殼（4），機殼（4）內壁表面設有定位齒，將外定子（3）按照兩邊橫向磁場外定子（32）中間軸向磁場外定子（31）的排布方式固定在機殼（4）內部，機殼（4）兩端分別設置有第一端蓋（5）和第二端蓋（6），第一端蓋（5）和第二端蓋（6）均設有安裝孔，安裝孔內緊固連接有直線軸承（7），第一端蓋（6）緊固連接有彈性件（8），彈性件（8）的另一端與動子鐵心支撐（22）緊固連接。