CN103326512A - 一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构 - Google Patents
一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103326512A CN103326512A CN2013101810425A CN201310181042A CN103326512A CN 103326512 A CN103326512 A CN 103326512A CN 2013101810425 A CN2013101810425 A CN 2013101810425A CN 201310181042 A CN201310181042 A CN 201310181042A CN 103326512 A CN103326512 A CN 103326512A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- chamber
- rotor
- cooling
- fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，通过定子绕组外冷却风道、定子绕组内冷却风道、转子外表面冷却风道，利用电机高速旋转时风扇或者风扇和叶轮串联产生的抽力将外部冷却空气吸入电机腔内对电机进行冷却，完全实现全空冷，不需要油站或水泵等附加驱动设备。空气既是离心叶轮的工作介质，又是超高速永磁电机的冷却介质，结构简单、经济，该结构适用于空气轴承支承的高功率密度的超高速永磁电机驱动的离心旋转机械。
Description
技术领域
本发明涉及超高速永磁电机冷却技术领域，具体涉及一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构。
背景技术
高速永磁电机的散热设计与本身的电磁设计一样重要。高速永磁电机转子中的永磁体对热非常敏感。永磁体过热不仅造成电机功率下降，定子负载电流变大而使之发热严重，甚至可能导致永磁体永久退磁。一般的高速永磁电机定子可以采用浸油冷却或表面循环水冷却，但是这种结构需要配置相应的油站，水泵和循环散热系统，结构比较复杂，而且对转子冷却效果不良。由于超高速永磁电机体积小，散热困难，因此有效的散热和冷却方式是其设计中的一个重要问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，该结构在不增大整机尺寸的条件下，大幅降低定子、转子和轴承的温升，提高整机稳定性和效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，包括电机驱动高速离心式空气压缩机，压缩机的第二轴承座8与第二径向轴承套11通过与转子15间隙配合支撑转子15的一端，第一轴承座5与第一径向轴承套3通过与转子15间隙配合支撑转子15的另一端，转子15一端与风扇1间隙配合并用第一螺钉2紧固，转子15另一端与叶轮14间隙配合并通过第二螺钉16紧固，风扇导流罩4与第一轴承座5及机壳6通过螺钉紧固连接在一起，定子7通过与机壳6的间隙配合来实现定位，弹性箔片空气动压推力轴承10通过间隙配合来实现对转子15的轴向定位，端盖连接板9与第二轴承座8及机壳6通过螺钉紧固连接在一起，叶轮后端盖12通过与叶轮14、转子15的间隙配合及与端盖连接板9的配合实现定位，第二轴承座8和端盖连接板9之间形成第一腔S1，第二轴承座8和端盖连接板9、弹性箔片空气动压推力轴承10、叶轮后端盖12形成第二腔S2，第二轴承座8与机壳6、定子7形成第三腔S3，第一轴承座5与机壳6、定子7形成第四腔S4，风扇导流罩4与第一轴承座5、风扇1及转子15形成第五腔S5，定子7内开有定子绕组外冷却风道7A、定子绕组内冷却通道7B，定子7与转子15之间的气隙形成转子外表面冷却风道7C，定子绕组外冷却风道7A、定子绕组内冷却通道7B、转子外表面冷却风道7C三通道一端均与第三腔S3相通，另一端均与第四腔S4相通，第二轴承座8开有第一进气孔8a，第一进气孔8a一端与第三腔S3相通，另一端与第二腔S2相通，端盖连接板9开有第二外进气孔9a，第二外进气孔9a一端与第一腔S1相通，另一端与外界空气相通，第一轴承座5上开有第三进气口5a,第三内进气孔5a一端与第四腔S4相通，另一端与第五腔S5相通，风扇1上开有第四进气孔1a，外界空气通过第四进气孔1a与第五腔S5相通。
所述的第二轴承座8和第一轴承座5装有弹性箔片空气动压径向轴承。
所述的风扇1处通过软管与叶轮14处相串联连通。
由于本发明利用电机高速旋转时风扇及与风扇通过软管相串联的叶轮的抽力将外部冷却空气吸入电机腔内对电机转子和定子绕组进行风冷，通过热对流的方式带走定子、转子的热量，故而在不增大整机尺寸的条件下，大幅降低定子、转子和轴承的温升，提高整机稳定性和效率。
附图说明
图1为本发明的剖视图。
图2为图1的K-K剖视图。
图3为本发明的三维爆炸图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1、图2和图3，一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，包括电机驱动高速离心式空气压缩机，压缩机的第二轴承座8与第二径向轴承套11通过与转子15间隙配合支撑转子15的一端，第一轴承座5与第一径向轴承套3通过与转子15间隙配合支撑转子15的另一端，转子15一端与风扇1间隙配合并用第一螺钉2紧固，转子15另一端与叶轮14间隙配合并通过第二螺钉16紧固，风扇导流罩4与第一轴承座5及机壳6通过螺钉紧固连接在一起，定子7通过与机壳6的间隙配合来实现定位，弹性箔片空气动压推力轴承10通过间隙配合来实现对转子15的轴向定位，端盖连接板9与第二轴承座8及机壳6通过螺钉紧固连接在一起，叶轮后端盖12通过与叶轮14、转子15的间隙配合及与端盖连接板9的配合实现定位，第二轴承座8和端盖连接板9之间形成第一腔S1，第二轴承座8和端盖连接板9、弹性箔片空气动压推力轴承10、叶轮后端盖12形成第二腔S2，第二轴承座8与机壳6、定子7形成第三腔S3，第一轴承座5与机壳6、定子7形成第四腔S4，风扇导流罩4与第一轴承座5、风扇1及转子15形成第五腔S5，定子7内开有定子绕组外冷却风道7A、定子绕组内冷却通道7B，定子7与转子15之间的气隙形成转子外表面冷却风道7C，定子绕组外冷却风道7A、定子绕组内冷却通道7B、转子外表面冷却风道7C三通道一端均与第三腔S3相通，另一端均与第四腔S4相通，第二轴承座8开有第一进气孔8a，第一进气孔8a一端与第三腔S3相通，另一端与第二腔S2相通，端盖连接板9开有第二外进气孔9a，第二外进气孔9a一端与第一腔S1相通，另一端与外界空气相通，第一轴承座5上开有第三进气口5a,第三内进气孔5a一端与第四腔S4相通，另一端与第五腔S5相通，风扇1上开有第四进气孔1a，外界空气通过第四进气孔1a与第五腔S5相通。
参照图2，定子7内开有定子绕组外冷却风道7A、定子绕组内冷却通道7B，定子7与转子15之间的气隙形成转子外表面冷却风道7C，设计转子15时，在不影响电机性能的前提下，应尽量增大转子外表面冷却风道7C的横截面积，以加强空气对流换热效果和减小空气摩擦损耗。
所述的第二轴承座8和第一轴承座5装有弹性箔片空气动压径向轴承。
所述的风扇1处通过软管与叶轮14处相串联连通。
本发明的工作原理为：
利用高速旋转的风扇1的抽力把冷却空气吸入，对电机转子15和定子绕组通过对流散热进行风冷。当转子15高速旋转时，带动风扇1一起旋转，在风扇1入口处产生一个负压区，并且可将风扇1处通过软管与叶轮14处相连通，而叶轮14的吸力使得风扇端的负压更小，使得风扇端和进气孔9a处形成较大负压，此处负压区形成一个压差以驱动空气通过9a流入机腔内。
外部冷却气流通过第二进气孔9a被吸入第一腔S1后，进入第二腔S2，然后经由第一进气孔8a进入第三腔S3，进入第三腔S3的气流分为三部分，一部分冷却气流流经定子绕组外冷却风道7A冷却定子外端部，另一部分冷却气流流经定子绕组内冷却通道7B冷却定子内端部，最后一部分冷却气流流经转子外表面冷却风道7C实现对转子的冷却散热，三部分的气流然后汇合对定子另一个端部绕组进行冷却，进入第四腔S4，第四腔S4中的气流流经风扇端轴承座5上的第三进气口5a进入第五腔S5，最后经过风扇1上的第四进气口1a被排出电机进入大气或通过软管相串联进入叶轮端的蜗壳13与叶轮后端盖12形成的腔内。
Claims (3)
1.一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，包括电机驱动高速离心式空气压缩机，压缩机的第二轴承座（8）与第二径向轴承套（11）通过与转子（15）间隙配合支撑转子（15）的一端，第一轴承座（5）与第一径向轴承套（3）通过与转子（15）间隙配合支撑转子（15）的另一端，转子（15）一端与风扇（1）间隙配合并用第一螺钉（2）紧固，转子（15）另一端与叶轮（14）间隙配合并通过第二螺钉（16）紧固，风扇导流罩（4）与第一轴承座（5）及机壳（6）通过螺钉紧固连接在一起，定子（7）通过与机壳（6）的间隙配合来实现定位，弹性箔片空气动压推力轴承（10）通过间隙配合来实现对转子（15）的轴向定位，端盖连接板（9）与第二轴承座（8）及机壳（6）通过螺钉紧固连接在一起，叶轮后端盖（12）通过与叶轮（14）、转子（15）的间隙配合及与端盖连接板（9）的配合实现定位，其特征在于：第二轴承座（8）和端盖连接板（9）之间形成第一腔（S1），第二轴承座（8）和端盖连接板（9）、弹性箔片空气动压推力轴承（10）、叶轮后端盖（12）形成第二腔（S2），第二轴承座（8）与机壳（6）、定子（7）形成第三腔（S3），第一轴承座（5）与机壳（6）、定子（7）形成第四腔（S4），风扇导流罩（4）与第一轴承座（5）、风扇（1）及转子（15）形成第五腔（S5），定子（7）内开有定子绕组外冷却风道（7A）、定子绕组内冷却通道（7B），定子（7）与转子（15）之间的气隙形成转子外表面冷却风道（7C），定子绕组外冷却风道（7A）、定子绕组内冷却通道（7B）、转子外表面冷却风道（7C）三通道一端均与第三腔（S3）相通，另一端均与第四腔（S4）相通，第二轴承座（8）开有第一进气孔（8a），第一进气孔（8a）一端与第三腔（S3）相通，另一端与第二腔（S2）相通，端盖连接板（9）开有第二外进气孔（9a），第二外进气孔（9a）一端与第一腔（S1）相通，另一端与外界空气相通，第一轴承座（5）上开有第三进气口（5a）,第三内进气孔（5a）一端与第四腔（S4）相通，另一端与第五腔（S5）相通，风扇（1）上开有第四进气孔（1a），外界空气通过第四进气孔（1a）与第五腔（S5）相通。
2.根据权利要求1所述的一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，其特征在于：所述的第二轴承座（8）和第一轴承座（5）装有弹性箔片空气动压径向轴承。
3.根据权利要求1所述的一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构，其特征在于：所述的风扇（1）处通过软管与叶轮（14）处相串联连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310181042.5A CN103326512B (zh) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | 一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310181042.5A CN103326512B (zh) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | 一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103326512A true CN103326512A (zh) | 2013-09-25 |
| CN103326512B CN103326512B (zh) | 2015-04-15 |
Family
ID=49195102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310181042.5A Expired - Fee Related CN103326512B (zh) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | 一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103326512B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104061175A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-24 | 广东广顺新能源动力科技有限公司 | 一种燃料电池用空气轴承压缩机 |
| CN105576879A (zh) * | 2014-10-16 | 2016-05-11 | 博世汽车部件(长沙)有限公司 | 电机后端盖及电机 |
| CN106602765A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-04-26 | 上海优耐特斯压缩机有限公司 | 高速永磁电机直驱离心机转子的冷却方法及冷却系统 |
| CN107313989A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-11-03 | 盾石磁能科技有限责任公司 | 磁悬浮离心式鼓风机风冷系统 |
| WO2017203354A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Hangzhou Stellar Mechanical & Electrical Technology, Inc. | High-speed permanent magnetic motor assembly |
| CN107634611A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-26 | 李记东 | 具有新型冷却结构的电机及包含其的流体机械 |
| CN108736649A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-02 | 卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司 | 一种低中心高增安型低速同步电机 |
| CN109072933A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-12-21 | 翰昂汽车零部件有限公司 | 车辆用空气压缩机 |
| CN109245431A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-18 | 石家庄金士顿轴承科技有限公司 | 一种燃料电池空气压缩机用高速电机冷却机构 |
| CN109983236A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-07-05 | 填易涡轮机械商贸有限公司 | 具有独立冷却空气通道的涡轮压缩机 |
| CN110736621A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-31 | 北京动力机械研究所 | 径向动压空气轴承动态冷却测量装置 |
| WO2020134517A1 (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机 |
| CN113669390A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-19 | 河北百龙汽车配件股份有限公司 | 一种加强型自控散热制动鼓 |
| CN114499008A (zh) * | 2021-07-02 | 2022-05-13 | 鑫磊压缩机股份有限公司 | 一种空压机一体化端盖 |
| CN115822999A (zh) * | 2022-12-17 | 2023-03-21 | 大庆特博科技发展有限公司 | 一种高速涡轮曝气风机的密封冷却结构 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1777798A1 (en) * | 2004-08-09 | 2007-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Rotating electric machine |
| JP2009278810A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Ebara Corp | モータ組立体およびポンプ装置 |
| CN102322448A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-18 | 西安交通大学 | 一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构 |
| US20120212082A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cooling of permanent magnet electric machine |
| CN102983679A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 沈阳工业大学 | 一种压缩机用槽内自冷却高速永磁电机系统 |
-
2013
- 2013-05-16 CN CN201310181042.5A patent/CN103326512B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1777798A1 (en) * | 2004-08-09 | 2007-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Rotating electric machine |
| JP2009278810A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Ebara Corp | モータ組立体およびポンプ装置 |
| US20120212082A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cooling of permanent magnet electric machine |
| CN102322448A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-18 | 西安交通大学 | 一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构 |
| CN102983679A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 沈阳工业大学 | 一种压缩机用槽内自冷却高速永磁电机系统 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104061175A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-24 | 广东广顺新能源动力科技有限公司 | 一种燃料电池用空气轴承压缩机 |
| CN105576879A (zh) * | 2014-10-16 | 2016-05-11 | 博世汽车部件(长沙)有限公司 | 电机后端盖及电机 |
| WO2017203354A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Hangzhou Stellar Mechanical & Electrical Technology, Inc. | High-speed permanent magnetic motor assembly |
| CN109072933A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-12-21 | 翰昂汽车零部件有限公司 | 车辆用空气压缩机 |
| US11639724B2 (en) | 2016-11-14 | 2023-05-02 | Tne Korea Co., Ltd. | Turbo compressor having separate cooling air channel |
| CN109983236A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-07-05 | 填易涡轮机械商贸有限公司 | 具有独立冷却空气通道的涡轮压缩机 |
| CN107313989A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-11-03 | 盾石磁能科技有限责任公司 | 磁悬浮离心式鼓风机风冷系统 |
| CN106602765A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-04-26 | 上海优耐特斯压缩机有限公司 | 高速永磁电机直驱离心机转子的冷却方法及冷却系统 |
| CN106602765B (zh) * | 2017-02-20 | 2023-08-01 | 上海优耐特斯压缩机有限公司 | 高速永磁电机直驱离心机转子的冷却方法及冷却系统 |
| CN107634611A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-26 | 李记东 | 具有新型冷却结构的电机及包含其的流体机械 |
| CN108736649A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-02 | 卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司 | 一种低中心高增安型低速同步电机 |
| CN109245431A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-18 | 石家庄金士顿轴承科技有限公司 | 一种燃料电池空气压缩机用高速电机冷却机构 |
| WO2020052011A1 (zh) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 石家庄金士顿轴承科技有限公司 | 一种燃料电池空气压缩机用高速电机冷却机构 |
| WO2020134517A1 (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机 |
| CN110736621A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-31 | 北京动力机械研究所 | 径向动压空气轴承动态冷却测量装置 |
| CN114499008A (zh) * | 2021-07-02 | 2022-05-13 | 鑫磊压缩机股份有限公司 | 一种空压机一体化端盖 |
| CN113669390A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-19 | 河北百龙汽车配件股份有限公司 | 一种加强型自控散热制动鼓 |
| CN113669390B (zh) * | 2021-08-11 | 2023-02-21 | 河北百龙汽车配件股份有限公司 | 一种加强型自控散热制动鼓 |
| CN115822999A (zh) * | 2022-12-17 | 2023-03-21 | 大庆特博科技发展有限公司 | 一种高速涡轮曝气风机的密封冷却结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103326512B (zh) | 2015-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103326512B (zh) | 一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构 | |
| CN102322448B (zh) | 一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构 | |
| US20130129488A1 (en) | Foil bearing supported motor-driven blower | |
| CN104521116A (zh) | 具有集成的冷却通道的主动冷却的电机 | |
| KR100481600B1 (ko) | 터보 기계 | |
| CN108775289A (zh) | 一种带储气功能的自冷却型空气悬浮压气机 | |
| TWI703267B (zh) | 冷卻器組件的感應馬達及其蒸氣壓縮系統 | |
| EP3450701A1 (en) | Turbomachine systems with magnetic bearing | |
| US20190120249A1 (en) | Modular, multi-stage, integral sealed motor pump with integrally-cooled motors and independently controlled rotor speeds | |
| US11428244B2 (en) | Heat pump comprising a fluid compressor | |
| KR101372320B1 (ko) | 터보기계 | |
| KR102052949B1 (ko) | 터보모터의 이중 냉각 구조 | |
| US11578658B2 (en) | High-speed turbo machine enabling cooling thermal equilibrium | |
| KR20130139076A (ko) | 터보 송풍기 | |
| KR100798084B1 (ko) | 소형 공기 블로워 장치 | |
| CN215860885U (zh) | 一种单级双吸、双定转子的磁悬浮鼓风机 | |
| KR100530692B1 (ko) | 터보 기계 | |
| US11339791B2 (en) | High-speed dual turbo machine enabling cooling thermal equilibrium | |
| CN209472502U (zh) | 基于新型冷却结构的电机及气悬浮流体机械设备 | |
| CN204538903U (zh) | 一种集成散热式电机系统 | |
| CN113819077A (zh) | 一种单级双吸、双定转子的磁悬浮鼓风机 | |
| KR101269886B1 (ko) | 고속 터보 기계 | |
| KR100474323B1 (ko) | 터보압축기의모터냉각장치 | |
| RU2329171C1 (ru) | Охлаждающее устройство силовой установки (варианты) | |
| CN110932476A (zh) | 高效散热轴流电机及轴流风机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150415 Termination date: 20210516 |