一种磁性弹簧及具有其的直线电机和压缩机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及弹性支撑装置技术领域，具体地，涉及一种磁性弹簧及具有其的直线电机和压缩机。
【背景技术】
[0002]目前压缩机用直线电机大都使用钢制弹簧，实现往复谐振运动。弹簧固有频率单一，无法实现变频调整冷量，而采用变容方式调整压缩机冷量导致制冷能效较低，如图1所示的例子。
[0003]参见图1，该线性压缩机100包括:汽缸200、活塞300，以及设有内定子420、外定子440及永磁体460的线性电机400，各部件均容置于壳体110内。当永磁体460由于内定子420与外定子440之间的相互电磁力而线性往复运动时，连接于永磁体460的活塞300沿着永磁体460接合地运动，从而进行线性往复运动。内定子420固定于汽缸200的外围，且外定子440通过机架520和定子端盖540轴向固定。支撑件320连接于活塞300的后侧，两个前主弹簧820的两端由支撑件320和定子端盖540支撑，一个后主弹簧840的两端由支撑件320和后盖560支撑，且后盖560结合于定子端盖540的后侧，前主弹簧820和后主弹簧840构成主弹簧800。消声器700设于活塞300的后侧。在汽缸200的前部设有排放阀620，在排放阀620的前部设有支撑帽640及排放罩660。
[0004]如果不采用弹簧，仅依靠电机实现往复运动和压缩气体存在更多的难题。首先是排气瞬间需求出力较大，没有惯性的情况下，需要电机单周期或半周期出力较多，并且多于谐振状态下的做功值;其次单缸压缩，电机需要实现反向，就需要起到刹车和再加速的作用，浪费较多能量;再者在考虑节能的前提下计算频率，相比之下要低很多，无法高频运行，动子质量越重，频率越低。
[0005]在专利(申请)号为“201010104727.6”的专利文献中，公开了具有永磁缓冲储能装置的直驱压缩机，如图2所示。该方案中，永磁体磁力与储能及距离关系性极大，距离越远，越无法起到储能的作用;磁石上止点无法准确控制，对安装要求极高;无法解决侧偏力的影响，侧方向磨损应该较为严重;实际生产可操作性低。
[0006]参见图2，该具有永磁缓冲储能装置的直线压缩机，包括压缩腔壳体1、活塞2、活塞轴3、第一运动磁环4、第一固定磁环5、第一固定磁环底座6、滑动轴承7、直线电机8、上止点
9、下止点10、压缩气室11、吸气阀12、排气阀13、吸气室14、排气室15、吸气口 16、排气口 17，第二运动磁环18、第二固定磁环19、第二固定磁环底座20，第一凸起环21，第二凸起环22。其中，活塞轴3—端与直线电机8连接，另一端与活塞2连接。滑动轴承7固定于压缩腔壳体I内部，活塞轴3由滑动轴承7定位做往复运动。永磁缓冲储能装置由固定磁环和运动磁环构成，其中在滑动轴承7两侧的第一固定磁环底座6上固定第一固定磁环5、第二固定磁环底座20固定第二固定磁环19，活塞轴3第一凸起环21上固定第一运动磁环4，第二凸起环22上固定第二运动磁环19。吸排气腔体由吸气室14和排气室15组成，吸气室14和排气室15中间相互隔离，气态流体经吸气口 16进入吸气室，并由吸气阀12进入压缩气室11，吸气阀12单向导通;气态流体经排气阀13从压缩气室11排入排气室15，再经排气口 17排出，排气阀13单向导通。工作时，直线电机8与活塞轴3直接连接，驱动活塞2做高速往复运动压缩制冷剂，活塞沿轴向在上止点9及下止点1之间运动。
[0007]在专利(申请)号为“201010600482.6”的专利文献中，公开了具有磁力弹簧结构的直线压缩机，如图3所示。该方案的可实施性较差，未能考虑应用的其他问题。
[0008]参见图3，该具有磁力弹簧结构的直线压缩机，磁力弹簧34、运动活塞组件33、直线电机32、压缩机机体31和排气阀30;所述磁力弹簧34，包括永久动磁体和永久定磁体;所述运动活塞组件33，包括电机动子、活塞及永久动磁体;所述直线电机32，包括电机内定子、电机外定子、动子及线圈，动子与活塞及永久动磁体联为一体;压缩机机体31，固定直线电机内定子、外定子及永久定磁体。其中，磁力弹簧34的永久动磁体镶嵌在活塞组件33上。磁力弹簧34的永久定磁体镶嵌在压缩机机体上。运动活塞组件33在电机交变推力的作用下沿电机轴线方向做往复直线运动，从而完成压缩机的吸气-压缩-排气过程。
[0009]以上技术中，磁力储能较小，较难实现大容量使用；行程限制大，短行程无法正常工作;侧向力较大，侧向磨损会较为严重;整机安装困难，基本无法实施;安装方面对运动方向尺寸要求高，该因素也导致磁石要求准确安装;活塞、气缸座材料要求苛刻，必须不导磁，否则无法实现，并且可能导致较多的附加损耗;动子缺乏支撑点，活塞承受全部的侧偏力，会导致较大的磨损。
[0010]现有技术中，存在储能小、损耗大和装配难度大等缺陷。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于，针对上述缺陷，提出一种磁性弹簧及具有其的直线电机和压缩机，以增大储能能力、减小装配难度。
[0012]本发明一方面提供一种磁性弹簧，包括:支撑架，至少设置于所述支撑架两端之一的弹性振荡单元，以及安装于所述支撑架两端之间的驱动单元;所述弹性振荡单元，包括:安装于所述支撑架端部的直线振荡磁石，以及分别隔离设置于直线振荡磁石上下的固定磁石组，使得所述支撑架端部悬浮于所述固定磁石组中间；所述驱动单元被驱动，通过至少设置于所述支撑架两端之一的弹性振荡单元的协同作用，使得所述支撑架进行直线往复运动。
[0013]优选地，所述驱动单元，包括安装于所述支撑架两端之间的驱动磁石。
[0014]优选地，所述固定磁石组包括第一固定磁石组，所述第一固定磁石组包括四个固定磁石，所述四个固定磁石在直线振荡磁石的垂直方向上呈田字形对称包罗于所述直线振荡磁石外围。
[0015]优选地，所述第一固定磁石组围绕所述直线振荡磁石的一端设置。
[0016]优选地，所述固定磁石组还包括第二固定磁石组，所述第二固定磁石组与所述第一固定磁石组结构相同，围绕所述直线振荡磁石的另一端设置。
[0017]优选地，所述直线振荡磁石包括至少两个，至少两个直线振荡磁石沿着所述支撑架的直线往复运动方向设置;在每两个直线振荡磁石之间围绕设置有一组所述固定磁石组。
[0018]优选地，所述直线振荡磁石包括至少两个，至少两个直线振荡磁石沿着所述支撑架的直线往复运动方向设置;在每个直线振荡磁石的相同一端围绕设置有所述固定磁石组，形成串联结构。
[0019]优选地，所述直线振荡磁石包括至少两行，每行所述直线振荡磁石包括一个直线振荡磁石;至少两行直线振荡磁石沿着所述支撑架的直线往复运动方向并行设置，在每行直线振荡磁石的相同一端围绕设置有所述固定磁石组，且两行之间的固定磁石共用，形成并联结构。
[0020]优选地，所述直线振荡磁石包括至少两行，至少两行直线振荡磁石沿着所述支撑架的直线往复运动方向并行设置;每行所述直线振荡磁石包括至少两个直线振荡磁石，至少两个直线振荡磁石沿着所述支撑架的直线往复运动方向设置;在两个直线振荡磁石之间围绕设置有一组所述固定磁石组，且两行之间的固定磁石共用。
[0021 ]优选地，每两个直线振荡磁石之间的间距，大于直线振荡的单边振幅。
[0022]优选地，当所述弹性振荡单元设置于所述支撑架两端时，设置于所述支撑架两端的弹性振荡单元分别为第一弹性振荡单元与第二弹性振荡单元，所述第一弹性振荡单元与所述第二弹性振荡单元，具有相同的结构，对称于所述驱动单元设置;或者，所述第一弹性振荡单元与所述第二弹性振荡单元，具有不同的结构，不对称于所述驱动单元设置;或者，当所述弹性振荡单元设置于所述支撑架一端时，设置于所述支撑架一端的弹性振荡单元包括第一弹性振荡单元与第二弹性振荡单元，所述第一弹性振荡单元与所述第二弹性振荡单元具有相