一種高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，包括設于所述外殼的內腔中的外定子、內定子和永磁體，所述外定子、內定子和永磁體的形狀呈環(huán)形，所述環(huán)形的永磁體設于所述環(huán)形的外定子和內定子之間，所述環(huán)形的外定子、內定子和永磁體中心軸在同一天直線上，所述外定子和內定子由軟磁復合材料通過粉末冶金壓制而成。本實用新型的技術方案通過使用具有三維磁路結構的軟磁復合材料模壓成型電磁機構的定子，可以實現(xiàn)硅鋼片難以實現(xiàn)的磁路結構，提高了磁性能和散熱效果，同時設計加工靈活，通過粉末冶金工藝實現(xiàn)了精度加工，提高了電磁機構的制作精度和斯特林循環(huán)機的運行穩(wěn)定性。
【專利說明】一種高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機械設備制造領域，涉及一種導磁結構，尤其涉及一種高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構。

【背景技術】
[0002]與傳統(tǒng)循環(huán)理論不同，斯特林循環(huán)理論是一種更為高效的熱力學理論。隨著新材料、新技術不斷發(fā)展而石油資源日益短缺，斯特林循環(huán)機已越來越受本領域技術人員的重視。
[0003]但是現(xiàn)有的斯特林循環(huán)機的電磁機構中的定子大多使用硅鋼片層壓制成。在斯特林電機的體積較小時，通過硅鋼片層壓制作定子一方面增加了制作難度，容易產生殘次品，增加了成本；另一方面也難以保證制作精度，使得斯特林循環(huán)機的性能穩(wěn)定性大大降低；此外，硅鋼片的二維磁路結構和散熱性能也逐漸成為了斯特林循環(huán)機性能提升的瓶頸。
[0004]CN 101373109公開了一種作為斯特林循環(huán)機的電磁結構的自由活塞型斯特林制冷循環(huán)機，其包括汽缸7、在所述汽缸7中往復運動的活塞18以及由動子20和定子35組成的電磁機構19，其中所述動子20配置成使所述永磁體24設置在由磁導材料制成的內軛23的外側，所述活塞18與動子20以軸向排列設置，而所述定子35和所述汽缸7也以軸向排列設置。通過這樣的配置，可減小所述電磁驅動機構19的動子20的外徑RM，因而可減小在所述動子20外側設置的所述定子35的內徑RS和外徑，以及最終減小整個斯特林循環(huán)制冷機的外徑。但該專利的永磁體同樣存在著上述的技術問題。
實用新型內容
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型通過使用具有三維磁路結構的軟磁復合材料模壓成型電磁機構的定子，可以實現(xiàn)硅鋼片難以實現(xiàn)的磁路結構，提高了磁性能和散熱效果，同時設計加工靈活，通過粉末冶金工藝實現(xiàn)了精度加工，提高了電磁機構的制作精度和斯特林循環(huán)機的運行穩(wěn)定性。
[0006]為達到上述目的，具體技術方案如下:
[0007]一種高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，所述斯特林循環(huán)機包括外殼，所述外殼內設有圓柱形的內腔，所述斯特林循環(huán)機的導磁結構包括設于所述外殼的內腔中的外定子和內定子，所述斯特林電機的永磁體設于所述外定子和內定子之間，所述外定子、內定子和永磁體的形狀呈環(huán)形，所述環(huán)形的永磁體設于所述環(huán)形的外定子和內定子之間，所述環(huán)形的外定子、內定子和永磁體中心軸在同一天直線上，所述外定子和內定子由軟磁復合材料通過粉末冶金壓制而成。
[0008]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料中包括鐵粉和有機材料。
[0009]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料中還包括但不限于鎳粉、鋁粉、鈷粉、硅粉。
[0010]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料中鐵粉和有機材料的重量比為82?75:6?12。
[0011]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料的粉末冶金壓制工藝包括混合、模壓成型和熱處理。
[0012]優(yōu)選的，所述模壓成型的壓力為620?850MPa，所述熱處理的溫度為480?660。。。
[0013]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的內定子的外徑為2.5?3.5cm，所述內定子的內徑為1.7?2.5cm，所述內定子的高度為2.5?5cm。
[0014]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的外定子的外徑為5.5?8cm，所述外定子的內徑為4.2?6.4cm，所述外定子的高度為1.5?2cm。
[0015]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的內定子的外徑為10.5?13cm，所述內定子的內徑為9?10.5cm，所述內定子的高度為6?8cm。
[0016]優(yōu)選的，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的外定子的外徑為16?18.5cm，所述外定子的內徑為11.0?14.0cm，所述外定子的高度為7.5?9.5cm。
[0017]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的技術方案通過使用軟磁復合材料模壓成型的定子，提高了磁性能和散熱效果，同時設計加工靈活，提高了電磁機構的制作精度和斯特林循環(huán)機的運行穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1a?圖1b為本實用新型實施例的內定子的結構示意圖；
[0020]圖2a?圖2b為本實用新型實施例的粉末冶金形成的外定子的結構示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例的斯特林電機中的外定子的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]以下將結合附圖對本實用新型的實施例做具體闡釋。
[0025]如圖1a?圖1b和圖2a?圖2b中所示的本實用新型的實施例的一種斯特林循環(huán)機的導磁結構，斯特林循環(huán)機包括外殼，外殼內設有圓柱形的內腔。斯特林循環(huán)機的導磁結構包括設于外殼的內腔中的內定子I和外定子2。斯特林電機的永磁體設于外定子2和內定子I之間。外定子2、內定子I和永磁體的形狀呈環(huán)形，環(huán)形的永磁體設于環(huán)形的外定子2和內定子I之間，并可在其間往復運動。環(huán)形的外定子2、內定子I和永磁體中心軸在同一天直線上，并與外殼內圓柱形的內腔同軸。外定子2和內定子I由軟磁復合材料通過粉末冶金壓制而成。
[0026]本實用新型的實施例通過使用具有三維磁路結構的軟磁復合材料模壓成型電磁機構的定子，可以實現(xiàn)硅鋼片難以實現(xiàn)的磁路結構，提高了磁性能和散熱效果，同時設計加工靈活，通過粉末冶金工藝實現(xiàn)了精度加工，提高了電磁機構的制作精度和斯特林循環(huán)機的運行穩(wěn)定性。
[0027]在本實用新型的實施例中，軟磁復合材料中包括但不限于鐵粉、鎳粉、鋁粉、鈷粉、硅粉、有機材料。
[0028]并優(yōu)選軟磁復合材料中鐵粉和有機材料的重量比為82?75:6?12，更優(yōu)選其中鐵粉、鎳粉、硅粉、有機材料的重量比為76:6:8:8。
[0029]在本實用新型的實施例中，粉末冶金壓制軟磁復合材料通過混合、模壓成型和熱處理形成。模壓成型的壓力為620?850MPa，時間為25?26分鐘，熱處理的溫度為480?6600C。優(yōu)選通過500MPa壓制30分鐘，800°C下熱處理，得到磁導率μ -max為500，磁化強度為270A/m的電磁機構的定子。。
[0030]如圖1a?圖1b和圖2a?圖2b中所示，在本實用新型的實施例中，通過粉末冶金工藝形成的內定子I和外定子2均分為大小兩種型號，在較小型號中，內定子I的外徑為2.5?3.5cm，內徑為1.7?2.5cm，高度為2.5?5cm。并進一步優(yōu)選外徑為3.0±0.2cm，內徑為2.3±0.2cm，高度為3±0.2cm。
[0031]而通過粉末冶金工藝形成的外定子2的外徑為5.5?8cm，內徑為4.2?6.4cm，高度為1.5?2cm。并進一步優(yōu)選外徑為6.2±0.2cm，內徑為3.5±0.2cm，高度為1.5 + 0.2cm。
[0032]在較大型號中，內定子I的外徑為10.5?13cm，內徑為9?10.5cm，高度為6?8cm。并進一步優(yōu)選外徑為12.0±0.2cm，內徑為9.5±0.2cm，高度為7±0.2cm。
[0033]而通過粉末冶金工藝形成的外定子2的外徑為16?18.5cm，內徑為11.0?14.0cm,高度為7.5?9.5cm。并進一步優(yōu)選外徑為17.5±0.2cm，內徑為13±0.2cm，高度為 8±0.2cm
[0034]如圖3中所示，在本實用新型的實施例中，可通過兩個粉末冶金工藝形成的外定子2組合形成斯特林電機中的外定子，并在兩個外定子2之間套嵌入線圈3，以通過復合軟磁材料形成的外定子加強線圈3所形成的磁場。
[0035]本實用新型的實施例的軟磁復合材料制成的與硅鋼片層壓形成的電磁機構相比具有以下優(yōu)點:
[0036]1，軟磁材料具有3維磁路，對于磁場具有較好的導磁作用；
[0037]2，尚頻下的低鐵損，頻率穩(wěn)定性好；
[0038]3，部件精度高，通過粉末冶金工藝可以實現(xiàn)較高的加工精度。
[0039]以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為范例，本實用新型并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本實用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的范圍內。
【權利要求】
1.一種高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，所述斯特林循環(huán)機包括外殼，所述外殼內設有圓柱形的內腔，其特征在于，所述斯特林循環(huán)機的導磁結構包括設于所述外殼的內腔中的外定子和內定子，所述斯特林電機的永磁體設于所述外定子和內定子之間，所述外定子、內定子和永磁體的形狀呈環(huán)形，所述環(huán)形的永磁體設于所述環(huán)形的外定子和內定子之間，所述環(huán)形的外定子、內定子和永磁體中心軸在同一天直線上，所述外定子和內定子由軟磁復合材料通過粉末冶金壓制而成。
2.如權利要求1所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料中包括鐵粉和有機材料。
3.如權利要求2所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料中還包括但不限于镲粉、銷粉、鈷粉、娃粉。
4.如權利要求3所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料中鐵粉和有機材料的重量比為82?75:6?12。
5.如權利要求4所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料的粉末冶金壓制工藝包括混合、模壓成型和熱處理。
6.如權利要求5所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述模壓成型的壓力為620?850MPa，所述熱處理的溫度為480?660°C。
7.如權利要求6所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的內定子的外徑為2.5?3.5cm，所述內定子的內徑為1.7?.2.5cm，所述內定子的高度為2.5?5cm。
8.如權利要求7所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的外定子的外徑為5.5?8cm，所述外定子的內徑為4.2?.6.4cm，所述外定子的高度為1.5?2cm。
9.如權利要求6所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的內定子的外徑為10.5?13cm，所述內定子的內徑為9?.10.5cm，所述內定子的高度為6?8cm。
10.如權利要求9所述的高精度的斯特林循環(huán)機的導磁結構，其特征在于，所述軟磁復合材料通過粉末冶金壓制的外定子的外徑為16?18.5cm，所述外定子的內徑為11.0?.14.0cm，所述外定子的高度為7.5?9.5cm。
【文檔編號】H02K16/00GK204186489SQ201420466143
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權日:2014年8月18日
【發(fā)明者】魏東平 申請人:寧波華斯特林電機制造有限公司