CN105337452B - 磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构，包括机壳、磁悬浮轴承、转子和定子，磁悬浮轴承和定子分别支承于机壳内，转子穿设于磁悬浮轴承内和定子内，其还包括流体容器和护套，护套为一端开口，另一端密闭的桶状结构，护套套设于转子与磁悬浮轴承之间以及转子与定子之间，护套的开口端伸于机壳外与流体容器相连，且护套的内腔与流体容器的内腔相贯通，转子的左端伸于流体容器的内腔中，机壳上且位于磁悬浮轴承一侧和定子一侧分别设有冷却液流道，机壳壁上设有进液口和出液口，进液口和出液口均与冷却液流道相连通。本发明散热面积大，散热好，转子不接触冷却液，不会发生摩擦损耗，转子不会受到冷却液的腐蚀。
Description
技术领域：
本发明涉及一种磁悬浮电机，尤其涉及一种磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构。
背景技术：
电机的冷却通常有风冷和液冷两种方式，其中液冷换热效率高、功耗小，所以在大功率电机上应用较多。但是由于液体的粘度比空气大1000倍左右，不能将高速旋转的转子浸没在液体中进行冷却，所以液冷电机大多数采用水套结构。由于水套结构中定子的热量需要依次通过线圈、铁芯、机壳的热传导和水套的对流换热才能进入冷却液，因此冷却液与定子线圈的温差比较大，对定子冷却效果不高。
为了提高冷却效果，部分电机利用喷嘴将冷却液直接喷到定子表面进行冷却，这就是喷液冷却结构。喷液冷却所使用的冷却液必须不能腐蚀电机定子材料或引起短路，通常用的是粘度较低的润滑油或导热油，因此又被称为喷油冷却。喷油冷却能够有效地冷却定子，但冷却液依靠重力沿着零件表面流动并在电机壳底部汇聚，因此冷却液在电机内部流动较慢，并且容易被空气氧化、容易形成泡沫。同时冷却液很容易通过轴封泄漏出来造成污染。
最理想的冷却条件是将定子等发热零件浸没在冷却液中，并用泵驱动冷却液循环流动。但在大多数电机中，冷却液浸没定子的同时也会浸没转子，从而导致液体与转子表面摩擦发热。
因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构。
本发明所采用的技术方案有：一种磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构，包括机壳、磁悬浮轴承、转子和定子，所述磁悬浮轴承和定子分别支承于机壳内，转子穿设于磁悬浮轴承内和定子内，其还包括流体容器和护套，所述护套为一端开口，另一端密闭的桶状结构，护套套设于转子与磁悬浮轴承之间以及转子与定子之间，护套的开口端伸于机壳外与流体容器相连，且护套的内腔与流体容器的内腔相贯通，转子的左端伸于流体容器的内腔中，所述机壳上且位于磁悬浮轴承一侧和定子一侧分别设有冷却液流道，机壳壁上设有进液口和出液口，进液口和出液口均与冷却液流道相连通。
进一步地，所述护套的开口端与流体容器之间设有密封垫。
本发明具有如下有益效果：
1)转子被密封在护套内，不会与护套外部的冷却液发生摩擦，也不会受到冷却液的腐蚀；
2)冷却液在机壳中的冷却液流道内流动是依靠进出口的压力差，流动速度比依靠重力的喷淋冷却要快；
3)定子和护套等零件被完全浸没在流动的冷却液中，换热条件非常好，因此使用浸没式液冷可以有效提高对定子、磁悬浮轴承和护套等部件的冷却效果；
4)转子产生的热量通过辐射和对流传递给护套，然后再被护套外表面的冷却液带走，因此浸没式液冷可以间接冷却转子；
5)机壳内充满冷却液，没有空气，因此冷却液不易氧化，也有利于电机防爆。
附图说明：
图1为本发明的结构图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构，包括机壳1、磁悬浮轴承2、转子3和定子6，磁悬浮轴承2和定子6分别支承于机壳1内，转子3穿设于磁悬浮轴承2内和定子6内。护套5设于机壳1的内腔中，且护套5位于转子3与磁悬浮轴承2之间以及转子3与定子6之间。护套5为一端开口，另一端密闭的桶状结构，护套5的开口端伸于机壳1外与流体容器4相连，且护套5的内腔与流体容器4的内腔相贯通，转子3的左端伸于流体容器4的内腔中。护套5是一个一端开口的密闭容器，开口与装着密封流体的流体容器4相连，并将转子3与基座1隔开，密封流体充满转子3与护套5之间，带走转子3的热量。
本发明为冷却机壳1中的磁悬浮轴承2与定子6，在机壳1上且位于磁悬浮轴承2一侧和定子6一侧分别设有冷却液流道11，该冷却液流道11与护套5的内腔相贯通，从而使得冷却液流道11内的冷却液直接作用于护套5的外表面。机壳1壁上设有进液口12和出液口13，进液口12和出液口13均与冷却液流道11相连通。冷却液通过机壳上的进液口12注入电机内部，随冷却液流道11充满机壳1内、护套5外的空间。冷却液在压力的驱动下流经磁悬浮轴承2、定子6、护套5等发热部件，并通过对流换热带走热量。被加热的冷却液通过机壳1的出液口13排出，通过水或风冷却后再被泵驱动进行循环冷却。转子3的热量会通过对流和辐射传递到护套5，然后被冷却液带走。
为进一步地保证护套5的开口端与流体容器4之间的密封性，在护套5的开口端与流体容器4之间设有密封垫。
本发明隔离转子磁悬浮电机的浸没式液冷结构的特点是：
1)转子3被密封在护套5内，不会与护套5外部的冷却液发生摩擦，也不会受到冷却液的腐蚀。
2)冷却液在机壳1中的冷却液流道11内流动是依靠进出口的压力差，流动速度比依靠重力的喷淋冷却要快。
3)定子3和护套5等零件被完全浸没在流动的冷却液中，换热条件非常好。因此使用浸没式液冷可以有效提高对定子6、磁悬浮轴承2、护套5等部件的冷却效果。
4)转子3产生的热量通过辐射和对流传递给护套5，然后再被护套5外表面的冷却液带走，因此浸没式液冷可以间接冷却转子3。
5)机壳1内充满冷却液，没有空气，因此冷却液不易氧化，也有利于电机防爆。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构，包括机壳(1)、磁悬浮轴承(2)、转子(3)和定子(6)，所述磁悬浮轴承(2)和定子(6)分别支承于机壳(1)内，转子(3)穿设于磁悬浮轴承(2)内和定子(6)内，其特征在于：还包括流体容器(4)和护套(5)，所述护套(5)为一端开口，另一端密闭的桶状结构，护套(5)套设于转子(3)与磁悬浮轴承(2)之间以及转子(3)与定子(6)之间，护套(5)的开口端伸于机壳(1)外与流体容器(4)相连，且护套(5)的内腔与流体容器(4)的内腔相贯通，转子(3)的左端伸于流体容器(4)的内腔中，所述机壳(1)上且位于磁悬浮轴承(2)一侧和定子(6)一侧分别设有冷却液流道(11)，机壳(1)壁上设有进液口(12)和出液口(13)，进液口(12)和出液口(13)均与冷却液流道(11)相连通。
2.如权利要求1所述的磁悬浮电机中隔离转子的浸没式液冷结构，其特征在于：所述护套(5)的开口端与流体容器(4)之间设有密封垫。
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