本发明涉及一种压缩制冷用直线电机，特别涉及到一种压缩制冷用高效节能集磁控向直线电机。
背景技术：
众所周知，制冷压缩机是通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送过程。任何动力设备都需要有个原动力来作功完成，压缩机也一样，它需要一个旋转式电动机(马达)来带动。
制冷压缩机种类和形式很多，其中容积式是最为普遍的。容积型压缩机又分为往复式活塞式和回转式两种。
往复活塞式是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积，发展历史悠久，生产技术成熟。回转式压缩机包括刮片(滑片)旋转式压缩机、螺杆式压缩机，技术复杂精度高(日本主导该技术市场)。前者成本低但效率低，后者效率高但成本高，目前，在中国两者均有一定的市场空间。
显然，从市场竞争的角度而言，掌握核心技术还不是最主要的，除非所掌握的核心技术能够实现“成本低、效率高”。
为实现上述目的，一种“动磁式直线压缩机”提出了相关的解决方案：
动磁式直线压缩机与传统的往复式压缩机相比，可广泛应用于需要直线驱动的特殊场合，能够省去复杂曲柄连杆结构，节省能源的中间消耗，可大幅度提高机械系统的运行效率，而且比推力更大。与一般直线电机相比，单相的直线振荡电机可用于直线压缩机、水泵等需要往复直线运动的场合，并且具有结构简单、效率更高等特点。所述空调用动磁式直线压缩机的原理是：在永磁体闭合磁场，线圈通入交变电流，使活塞在磁场中受到安培力的作用而做往复运动，整个样机的结构采用左右对称的形式，轴向力左右相互削弱。压缩机左右气缸活塞组件沿轴向对称布置，中间为双动子直线振荡电动机，左右两个活塞直接与电动机轴相连接，吸气阀设置在活塞上，排气阀由盘形弹簧支撑，避免活塞微量过行程时与缸盖相碰。新型压缩机性能上更为优越，结构上更为合理，传动效率更高、活塞行程长、噪声低、结构简单、成本低等特点。所述动磁式直线压缩机的基础上建立了系统的数学模型，包括电磁系统和机械振动系统。采用等效磁路法和有限元法相结合的手段，对电机电磁场及电机各项性能参数进行了计算；在等效磁路模型分析方法的基础上分别建立了等值电路图，推导了电磁推力计算公式，通过MATLAB编程模拟并计算出了多项参数指标，采用正交试验法求得了最优的电流及比推力的解；运用有限元软件建立了电机的有限元模型，求得了电机内部磁力线以及磁感应强度分布及气缸内气体在被压缩时的变化模式，对电机各项结构参数进行了设计计算。直线振荡电机驱动的压缩机省去了传统压缩机中将电机旋转运动转化为活塞直线运动的曲柄连杆机构，可以大大提高电机效率及压缩机的制冷系数。而且，直线压缩机的活塞行程及余隙容积可通过输入电压来调整，从而实现气量的连续调节，使得压缩机在整个工况范围内均能保持较高效率。
纵观人们提出的制冷用直线压缩机，虽然在通往“成本低、效率高”目的的道路上迈出了一大步，但仍存在很大的距离。
技术实现要素：
本发明的任务是提出一种压缩制冷用高效节能集磁控向直线电机，以实现上述目的。
从人们提出的制冷用直线压缩机来看，所采用的直线电机几乎都少有涉及众所周知的传统的直线电机(由旋转电机展开)，基本都是采用不同的永磁之组合或搭配形成可作驱动用的磁场(定子或动子)。
显然，如果能够采用限量稀土永磁材料建立强大逆向磁场无疑可以使业已成熟的低成本的技术要求低的往复式压缩技术在去噪音化、去低效能化的过程中获得“涅火重生”。
一种压缩制冷用高效节能集磁控向直线电机，包括环形永磁定子或动子和铁芯线圈动子或定子，所述环形永磁定子或动子由一块或多块永磁体组成，所述铁芯线圈动子或定子由线圈与工形或棒形铁芯构形。其技术特征是：所述组成环形磁场的永磁体的N极或S极全部朝向环内而形成内环同极从而产生环口磁场方向相反的强大的环形逆向磁场，所述组成环形磁场的永磁体的S极或N极全部朝向环外而形成外环同极；所述具有一定长度的铁芯线圈置于呈逆向磁场的环内。
所述置于呈逆向磁场的铁芯线圈的长度1-3倍于环形永磁的高度；
所述置于呈逆向磁场的铁芯线圈连接经过变频的外电；
所述永磁体采用钕铁硼材料或铁氧体材料或胶磁材料；
所述铁芯线圈或电磁棒外接经过控制型变频器变频的交流电源；
所述铁芯线圈或电磁棒外接经过控制型变频器变频的220V市电。
本发明用于压缩制冷的优点与积极效果：一是结构简单、生产成本低。当电机装置与压缩装置直接合二为一时，可大大简化空调或冰箱的整机结构，从而减轻(少)产品重量(体积)，降低生产成本。二是节能省电、工作效率高。当电机装置与压缩装置直接合二为一时，不但可以省去复杂曲柄连杆结构，减少电能的中间消耗，而且还可以通过逆向磁场加长活塞行程的方式大幅度提高机械系统的运行效率，从而使活塞推力变得更为强大。三是外接电源不仅可以直接给空调或冰箱提供强劲的动力，而且还可以通过变频的方式控制空调或冰箱的制冷过程，因而空调或冰箱使用中更加高效省电(由于采用集磁逆向磁场，因此，所述变频方式将抛弃现有的价格不菲、技术复杂且容易造成谐波污染的变频技术)。四是采用限量稀土永磁材料就能建立强大逆向磁场的方法可使业已成熟的低成本的技术要求低的往复式压缩技术在去噪音化、去低效能化的过程中获得“涅火重生”，不仅可使此类空调或冰箱挤身高端市场，而且绝无仅有的“双低”特性(售价低、电费低)使其更加贴近庞大的中低端用户尤其是需求日渐强大的乡村用户，市场前景广阔，竞争能力卓越。五是以节能空调作为电动汽车的节能切入点可助力于电动汽车的快速开发与普及，加快实现产业经济与节能减排的远大目标，符合国家“十三五”期间倾斜于新能源汽车的发展战略。六是应用领域广泛，开发能力超强。
实施方式
一种压缩制冷用高效节能集磁控向直线电机，包括环形永磁定子或动子和铁芯线圈动子或定子，所述环形永磁定子或动子由一块或多块永磁体组成，所述铁芯线圈动子或定子由线圈与工形或棒形铁芯构形。其技术特征是：所述组成环形磁场的永磁体的N极或S极全部朝向环内而形成内环同极从而产生环口磁场方向相反的强大的环形逆向磁场，所述组成环形磁场的永磁体的S极或N极全部朝向环外而形成外环同极；所述具有一定长度的铁芯线圈或电磁棒置于呈逆向磁场的环内。
所述环形永磁由4块高100mm×宽50mm×厚5mm的钕铁硼永磁体组成；
所述由铁芯线圈或电磁棒构成的动子的长度为200mm；
所述铁芯由工形硅钢片组成，工形铁芯上、下两端的尺寸为宽45mm×宽45mm×厚10mm，工形铁芯芯体尺寸为高180mm×宽25mm×宽25mm；
所述线圈采用线径为0.13mm-0.41mm的漆包线环绕1000-3000匝而成；
所述铁芯线圈或电磁棒外接经过控制型变频器变频的直一交电源。
本发明之所以能够实现高效节能和加长动子行程等技术目标，关健在于采用集磁控向或逆向控磁技术。
我们知道，在利用不同磁场或正反磁极(N、S极)做功时，两磁体靠近时吸力或斥力最强，但只要两磁体离开一小段距离，吸力或斥力马上减弱。因此，公知的直线电机只能靠多个由永磁体、线圈组成的单元同向“电机”组成——通电过程也随之分级进行。同样，公知的施转电机之工作过程也大致如此。为了获得强大的磁作用力，它们都需要一个能够使磁路闭合的技术方案或技术装置(众所周知，一块独立的永磁体，其磁路走向是四面八方从这端“走”向另一端或从这面“走”向另一面的)。该技术装置的建立，有时是一种复杂的系统工程，所涉及到的方方面面归根结底就是成本问题，而成本往往是决定性的东西，是市场竞争的法宝。
集磁控向或逆向控磁技术打破了常规，通过磁体的同极集合而形成的环形磁场，不仅可以大幅度提高集合空间的磁场强度，而且还可以导致集合空间产生磁路走向上下逆反的磁场，当铁芯线圈处于这样一个与众不同的逆向磁场时，铁芯线圈的N、S极将同时受力向一个方向推进(改变电流方向，铁芯线圈反向推进)。铁芯线圈在受力向前、后推进的过程中，其受到的逆向磁场的平均作用力相当大——即使动子行程很长(这是本发明的显著特点之一)，因而集磁所需要的永磁材料更省，由此导致的变频方式更简。
值得指出的是，如果把“通过磁体的同极集合而形成的环形磁场”改变成通过磁体的同极集合而形成的半球形或半幄形磁场——环形磁场其中一端被封闭(参见ZL 201120150893.X与ZL201220046268.5)，所述磁场将不再适合上述铁芯线圈作直线工作——只适合作旋转运动。若把所述铁芯线圈拉长变成电磁棒并只将电磁棒的一端置于半球形或半幄形磁场中直线运动，工作效率将会减半，除非电磁棒的两端分别置于不同的半球形或半幄形磁场中，但由简变繁无疑会导致生产成本倍增。