CN116221065B - 压缩机动力组件和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机动力组件和具有其的压缩机，所述压缩机动力组件包括：壳体；线圈组件，所述线圈组件包括多个子线圈，多个所述子线圈沿所述壳体的轴向间隔设置；永磁体，所述线圈组件和所述永磁体中的一个设在所述壳体内且另一个可沿所述壳体的轴向移动地设在所述壳体内，所述线圈组件具有在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的伸出部分和在所述壳体轴向上与所述永磁体重合的重合部分；能量切断机构，所述能量切断机构用于控制所述伸出部分的所述子线圈能量的断开。根据本发明实施例的压缩机动力组件具有运行效率高等优点。

Description

压缩机动力组件和具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩设备技术领域，具体而言，涉及一种压缩机动力组件和具有所述压缩机动力组件的压缩机。

背景技术

线性压缩机其线圈与永磁体在轴向上的重合部分构成线圈绕组的有效长度，而有效长度与压缩机驱动力呈正相关。

相关技术中诸如线性压缩机的压缩机，其动力组件为了保证驱动力，需要保证线圈具有足够的轴向长度，而电流流过线圈绕组时，因为线圈绕组本身电阻的原因会发热而导致损耗，导致压缩机动力组件发热影响运行效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压缩机动力组件，该压缩机动力组件具有运行效率高等优点。

本发明还提出一种具有所述压缩机动力组件的压缩机。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种压缩机动力组件，所述压缩机动力组件包括：壳体；线圈组件，所述线圈组件包括多个子线圈，多个所述子线圈沿所述壳体的轴向间隔设置；永磁体，所述线圈组件和所述永磁体中的一个设在所述壳体内且另一个可沿所述壳体的轴向移动地设在所述壳体内，所述线圈组件具有在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的伸出部分和在所述壳体轴向上与所述永磁体重合的重合部分；能量切断机构，所述能量切断机构用于控制所述伸出部分的所述子线圈能量的断开。

根据本发明实施例的压缩机动力组件，具有运行效率高等优点。

另外，根据本发明上述实施例的压缩机动力组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述能量切断机构包括壳体内部安装的相对位置检测装置，所述相对位置检测装置用于检测所述线圈组件与所述永磁体的相对位置且控制所述伸出部分的所述子线圈断电。

根据本发明的一个实施例，所述线圈组件在所述壳体轴向上具有第一端和第二端，所述线圈组件和所述永磁体具有第一相对位置和第二相对位置，在所述第一相对位置邻近所述第一端的至少一个所述子线圈在所述壳体轴向上伸出所述永磁体，在所述第二相对位置邻近所述第二端的至少一个所述子线圈在所述壳体轴向上伸出所述永磁体。

根据本发明的一个实施例，所述相对位置检测装置包括控制器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器设在相邻的两个所述子线圈之间，所述第二霍尔传感器设在相邻的两个所述子线圈之间，所述第一霍尔传感器较所述第二霍尔传感器邻近所述第一端，所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器电性连接于控制器，且所述控制器电性连接于对应的所述子线圈，当所述第一霍尔传感器在所述壳体轴向上伸出所述永磁体时对所述第一霍尔传感器与所述第一端之间的所述子线圈断电；当所述第二霍尔传感器在所述壳体轴向上伸出所述永磁体时对所述第二霍尔传感器与所述第二端之间的所述子线圈断电。

根据本发明的一个实施例，所述第一霍尔传感器设在邻近所述第一端的两个所述子线圈之间，所述第二霍尔传感器设在邻近所述第二端的两个所述子线圈之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一霍尔传感器为多个且设在邻近所述第一端的多个所述子线圈中每相邻的两个之间，所述第二霍尔传感器为多个且设在邻近所述第二端的多个所述子线圈中每相邻的两个之间，在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的所述第一霍尔传感器与所述第一端之间的所述子线圈断电；在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的所述第二霍尔传感器与所述第二端之间的所述子线圈断电。

根据本发明的一个实施例，所述线圈组件包括绝缘框架，多个所述子线圈沿所述壳体的轴向间隔排列在所述绝缘框架内，每相邻两个所述子线圈通过绝缘隔板间隔开。

根据本发明的一个实施例，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器设在所述绝缘隔板上。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘框架朝向所述永磁体的一侧敞开。

根据本发明的一个实施例，所述线圈组件在所述壳体轴向上的长度大于所述永磁体在所述壳体轴向上的长度。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种压缩机，所述压缩机包括根据本发明的第一方面的实施例所述的压缩机动力组件。

根据本发明实施例的压缩机，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的压缩机动力组件，具有运行效率高等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个具体实施例的压缩机的局部结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的压缩机的剖视图。

图3是根据本发明另一个具体实施例的压缩机的剖视图。

图4是根据本发明另一个具体实施例的压缩机动力组件的局部剖视图。

图5是根据本发明另一个具体实施例的压缩机动力组件的局部剖视图。

图6是根据本发明实施例的压缩机动力组件的电路原理示意图。

图7是根据本发明实施例的压缩机动力组件的控制方法的流程图。

附图标记：压缩机1、壳体10、线圈组件20、子线圈21、绝缘框架22、绝缘隔板23、永磁体30、霍尔传感器40、第一霍尔传感器41、第二霍尔传感器42、微控制单元43、控制电路44、活塞50、板簧60、轭铁70、气缸80、压缩机动力组件100。

具体实施方式

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

线性压缩机其线圈与永磁体在轴向上的重合部分构成线圈绕组的有效长度，而有效长度与压缩机驱动力呈正相关。

相关技术中诸如线性压缩机的压缩机，其动力组件为了保证驱动力，需要保证线圈具有足够的轴向长度，而电流流过线圈绕组时，因为线圈绕组本身电阻的原因会发热而导致损耗，导致压缩机动力组件发热影响运行效率。

具体而言，相关技术中的线性压缩机，为了保证驱动力，使线圈的轴向长度大于永磁体的轴向长度，这样线圈不可避免地会在轴向上伸出永磁体，而伸出永磁体的部分属于无效长度，此部分不能为提高驱动力提供帮助且电阻会导致压缩机动力组件的损耗。

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的压缩机动力组件100。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的压缩机动力组件100包括壳体10、线圈组件20、永磁体30和能量切断机构。

线圈组件20包括多个子线圈21，多个子线圈21沿壳体10的轴向间隔设置。线圈组件20和永磁体30中的一个设在壳体10内且另一个可沿壳体10的轴向移动地设在壳体10内，线圈组件20具有在壳体10轴向上伸出永磁体30的伸出部分和在壳体10轴向上与永磁体30重合的重合部分。能量切断机构用于控制伸出部分的子线圈21断电。

具体而言，所述能量切断机构包括壳体10内部安装的相对位置检测装置，所述相对位置检测装置用于检测线圈组件20与永磁体30的相对位置且控制所述伸出部分的子线圈21断电。

具体而言，在压缩机动力组件100运行过程中，重合部分的子线圈21保持通电。

本领域的技术人员可以理解的是，在线圈组件20与永磁体30相对运动的过程中，伸出部分和重合部分在线圈组件20上的位置是变化的，而相对位置检测装置始终将线圈组件20上伸出永磁体30的部分的子线圈21断电。

根据本发明实施例的压缩机动力组件100，通过使线圈组件20包括多个子线圈21，可以使多个子线圈21独立进行供电，并通过设置能量切断机构，利用能量切断机构对伸出部分的子线圈21断电，避免不能为驱动力提供帮助的伸出部分的子线圈21因自身电阻发热损耗影响压缩机动力组件100的运行效率，而且相比直接缩短线圈绕组的轴向长度的方式，可以减小对线圈组件20有效长度的影响，保证压缩机动力组件100的驱动力。

进一步地，通过使能量切断机构包括壳体10内部安装的相对位置检测装置，所述相对位置检测装置用于检测线圈组件20与永磁体30的相对位置且控制所述伸出部分的子线圈21断电。通过设置相对位置检测装置，可以利用相对位置检测装置检测线圈组件20与永磁体30的相对位置，判断伸出部分和重合部分的位置变化，从而准确将伸出部分的子线圈21断电，避免不能为驱动力提供帮助的伸出部分的子线圈21因自身电阻发热损耗影响压缩机动力组件100的运行效率，而且相比直接缩短线圈绕组的轴向长度的方式，可以减小对线圈组件20有效长度的影响，保证压缩机动力组件100的驱动力。

这里需要理解的是，“伸出部分的子线圈21”可以是完全位于伸出部分的子线圈21，也可以是至少部分位于伸出部分的子线圈21。仅对完全位于伸出部分的子线圈21进行断电可以便于保证线圈组件20的有效长度，便于保证驱动力；对至少部分位于伸出部分的子线圈21进行断电可以便于减小电阻损耗，提高压缩机动力组件100的运行效率。

因此，根据本发明实施例的压缩机动力组件100具有运行效率高等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的压缩机动力组件100。

在本发明的一些具体实施例中，如图1-图7所示，根据本发明实施例的压缩机动力组件100包括壳体10、线圈组件20、永磁体30和相对位置检测装置。

具体地，如图1-图5所示，线圈组件20在壳体10轴向上具有第一端和第二端，线圈组件20和永磁体30具有第一相对位置（如图4所示）和第二相对位置（如图5所示），在第一相对位置邻近第一端的至少一个子线圈21在壳体10轴向上伸出永磁体30，在第二相对位置邻近第二端的至少一个子线圈21在壳体10轴向上伸出永磁体30。具体而言，相对位置检测装置仅对完全位于伸出部分的子线圈21进行断电。这样可以使在第一相对位置和第二相对位置均有至少一个子线圈21伸出永磁体30，便于在保证压缩机动力组件100的驱动力的情况下减小电阻损耗，提高压缩机动力组件100的运行效率。

更为具体地，如图4和图5所示，相对位置检测装置包括控制器和多个霍尔传感器40，霍尔传感器40包括第一霍尔传感器41和第二霍尔传感器42，第一霍尔传感器41设在相邻的两个子线圈21之间，第二霍尔传感器42设在相邻的两个子线圈21之间，第一霍尔传感器41较第二霍尔传感器42邻近第一端，第一霍尔传感器41和第二霍尔传感器42电性连接于控制器，且所述控制器电性连接于对应的子线圈21，当第一霍尔传感器41在壳体10轴向上伸出永磁体30时对第一霍尔传感器41与第一端之间的子线圈21断电；当第二霍尔传感器42在壳体10轴向上伸出永磁体30时对第二霍尔传感器42与第二端之间的子线圈21断电。本领域的技术人员可以理解的是，霍尔传感器40与永磁体30重合时和伸出永磁体30时会输出不同的电平信号，具体而言，如图7所示，霍尔传感器40在与永磁体30重合时输出较高的电平信号，在伸出永磁体30时输出较低的电平信号，通过检测电平信号的变化可以判断该霍尔传感器40是否伸出永磁体30。这样可以便于检测和判断伸出永磁体30的子线圈21，便于对伸出永磁体30的子线圈21进行断电。

具体而言，如图6所示，控制器包括微控制单元43和控制电路44，微控制单元43分别与控制电路44和霍尔传感器40电连接。

具体而言，相对位置检测装置还可以采用其他形式对线圈组件20与永磁体30的相对位置进行检测。线圈组件20与永磁体30的相对运动位置与在轴向上伸出永磁体30的子线圈21能够对应，通过检测线圈组件20与永磁体30的相对位置能够对应找到在轴向上伸出永磁体30的子线圈21。

在一些实施例中，如图4和图5所示，第一霍尔传感器41设在邻近第一端的两个子线圈21之间，第二霍尔传感器42设在邻近第二端的两个子线圈21之间。这样可以在最邻近端部的子线圈21完全伸出永磁体30时进行断电。

在另一些实施例中，第一霍尔传感器41为多个且设在邻近第一端的多个子线圈21中每相邻的两个之间，第二霍尔传感器42为多个且设在邻近第二端的多个子线圈21中每相邻的两个之间，在壳体10轴向上伸出永磁体30的第一霍尔传感器41与第一端之间的子线圈21断电；在壳体10轴向上伸出永磁体30的第二霍尔传感器42与第二端之间的子线圈21断电。这样可以在永磁体30和线圈组件20的相对运动幅度发生变化时对不同数量的子线圈21进行断电，实现对压缩机动力组件100更为精确的动态控制。例如，当永磁体30与线圈组件20以较小幅度相对移动时，每次到达第一相对位置或第二相对位置时一个子线圈21和其相邻的霍尔传感器40伸出永磁体30，此时每次对伸出永磁体30的一个子线圈21进行断电，当永磁体30与线圈组件20以较大幅度相对移动时，每次到达第一相对位置或第二相对位置时两个子线圈21和对应的霍尔传感器40伸出永磁体30，此时每次对伸出永磁体30的两个子线圈21进行断电。

图1-图5示出了根据本发明一些示例的压缩机动力组件100。如图1-图5所示，线圈组件20包括绝缘框架22，多个子线圈21沿壳体10的轴向间隔排列在绝缘框架22内，每相邻两个子线圈21通过绝缘隔板23间隔开。这样可以便于多个子线圈21的设置，便于对子线圈21的通断状态进行单独控制。

具体地，如图4和图5所示，第一霍尔传感器41和第二霍尔传感器42设在绝缘隔板23上。这样可以便于霍尔传感器40的安装。

有利地，如图1-图5所示，绝缘框架22朝向永磁体30的一侧敞开。这样可以避免绝缘框架22影响永磁体30与线圈组件20之间的磁场。

可选地，如图4和图5所示，线圈组件20在壳体10轴向上的长度大于永磁体30在壳体10轴向上的长度。这样可以便于保证线圈组件20的有效长度，提高压缩机动力组件100的驱动力。

线圈组件20和永磁体30的相对运动行程可以为15毫米。

具体而言，如图1-图3所示，压缩机1可以包括活塞50、板簧60、轭铁70和气缸80，轭铁70设在壳体10内，气缸80设在轭铁70的径向内侧，活塞50可沿轴向移动地设在气缸80内侧，板簧60在径向上支撑气缸80。

压缩机动力组件100可以为动圈式，如图1和图2所示，即永磁体30设置在轭铁70上而线圈组件20与活塞50相连。

压缩机动力组件100也可以为动磁式，如图3-图5所示，即线圈组件20设置在轭铁70上而永磁体30与活塞50相连。

下面描述根据本发明实施例的压缩机1。根据本发明实施例的压缩机1包括根据本发明上述实施例的压缩机动力组件100。

根据本发明实施例的压缩机1，通过利用根据本发明上述实施例的压缩机动力组件100，具有运行效率高等优点。

具体而言， 压缩机1为线性压缩机。

根据本发明实施例的压缩机1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种压缩机动力组件，其特征在于，包括：

壳体；

线圈组件，所述线圈组件包括多个子线圈，多个所述子线圈沿所述壳体的轴向间隔设置；

永磁体，所述线圈组件和所述永磁体中的一个设在所述壳体内且另一个可沿所述壳体的轴向移动地设在所述壳体内，所述线圈组件具有在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的伸出部分和在所述壳体轴向上与所述永磁体重合的重合部分；

能量切断机构，所述能量切断机构用于控制所述伸出部分的所述子线圈能量的断开，所述能量切断机构包括壳体内部安装的相对位置检测装置，所述相对位置检测装置用于检测所述线圈组件与所述永磁体的相对位置且控制所述伸出部分的所述子线圈断电。

2.根据权利要求1所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述线圈组件在所述壳体轴向上具有第一端和第二端，所述线圈组件和所述永磁体具有第一相对位置和第二相对位置，在所述第一相对位置邻近所述第一端的至少一个所述子线圈在所述壳体轴向上伸出所述永磁体，在所述第二相对位置邻近所述第二端的至少一个所述子线圈在所述壳体轴向上伸出所述永磁体。

3.根据权利要求2所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述相对位置检测装置包括控制器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器设在相邻的两个所述子线圈之间，所述第二霍尔传感器设在相邻的两个所述子线圈之间，所述第一霍尔传感器较所述第二霍尔传感器邻近所述第一端，所述第一霍尔传感器和第二霍尔传感器电性连接于控制器，且所述控制器电性连接于对应的所述子线圈；

当所述第一霍尔传感器在所述壳体轴向上伸出所述永磁体时对所述第一霍尔传感器与所述第一端之间的所述子线圈断电；

当所述第二霍尔传感器在所述壳体轴向上伸出所述永磁体时对所述第二霍尔传感器与所述第二端之间的所述子线圈断电。

4.根据权利要求3所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述第一霍尔传感器设在邻近所述第一端的两个所述子线圈之间，所述第二霍尔传感器设在邻近所述第二端的两个所述子线圈之间。

5.根据权利要求3所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述第一霍尔传感器为多个且设在邻近所述第一端的多个所述子线圈中每相邻的两个之间，所述第二霍尔传感器为多个且设在邻近所述第二端的多个所述子线圈中每相邻的两个之间，在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的所述第一霍尔传感器与所述第一端之间的所述子线圈断电；在所述壳体轴向上伸出所述永磁体的所述第二霍尔传感器与所述第二端之间的所述子线圈断电。

6.根据权利要求3所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述线圈组件包括绝缘框架，多个所述子线圈沿所述壳体的轴向间隔排列在所述绝缘框架内，每相邻两个所述子线圈通过绝缘隔板间隔开。

7.根据权利要求6所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器设在所述绝缘隔板上。

8.根据权利要求6所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述绝缘框架朝向所述永磁体的一侧敞开。

9.根据权利要求1所述的压缩机动力组件，其特征在于，所述线圈组件在所述壳体轴向上的长度大于所述永磁体在所述壳体轴向上的长度。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的压缩机动力组件。