CN117155001A - 一种气悬浮电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气悬浮电机和压缩机，气悬浮电机包括：转子、第一径向轴承座、止推盘、第一扩压器、第一径向轴承、第一轴向轴承和第二轴向轴承，第一扩压器位于转子的部分轴段的外周，止推盘位于第一扩压器与第一径向轴承座之间，第一轴向轴承设置于第一扩压器与止推盘之间，第二轴向轴承设置于止推盘与第一径向轴承座之间，以能对转子进行止推；第一扩压器内部具有流通通道，能够引入冷却气体到达第一轴向轴承的与第一扩压器相接的轴向一侧端面，并对第一轴向轴承冷却和提供用于支承的气体。根据本发明使得高压冷却气体能从轴向轴承背面低压区进入轴承内部，提高气悬浮轴承的运行稳定性和承载能力、降低永磁体退磁风险。

Description

一种气悬浮电机和压缩机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种气悬浮电机和压缩机。

背景技术

高速电机因其具有功率密度大、效率高、体积小和传动可靠等技术特点，在高速机床、高速离心压缩机、燃料电池、鼓风机等领域具有广泛的应用前景。如燃料电池领域，在对反应所需空气的压缩时，高速电机可以保证空压机的大压比性能，从而减小燃料电池电堆尺寸、降低电堆成本。虽然高速电机在很多领域具有得天独厚的优势而具有非常广泛的应用前景，但电机的高速化也给电机的发展带来了新的技术难题和挑战。

一方面，高速将导致电机的机械和电器损耗增加，发热量增加，具体表现为高频电磁场使得高速电机的铜损、铁损、涡流损耗增大，转子高速旋转时产生的风摩损耗较大，导致电机运行时温升较高。更高的运行温度也将导致高速电机有旋转系统发生热致失稳和永磁体发生不可逆退磁的风险。另一方面，高速电机的转速往往在几万转甚至十几万每分钟，超过了常规轴承的转速极限，而箔片气浮轴承的承载能力与转子转速成正比，转速越高，产生的气膜压力越大，承载能力越强，理论上对转子转速没有限制，在高转速下具有广泛的应用前景。但气悬浮轴承制造和装配精度高、轴承与轴颈/止推盘之间间隙小，这能使得高速电机结构更加紧凑的同时也导致散热更加困难，在实际应用中，箔片轴承极易由于散热设计的不足而发生不可逆破坏。基于上述原因，高速电机内部冷却系统的设计，已成为行业内亟需解决的技术难题。

由于现有技术中的高速电机在高速运行时，止推盘与轴向箔片气浮轴承之间、轴颈与径向箔片气浮轴承之间会形成高压气膜，这能为高速转子提供足够的轴向和径向承载力。但与此同时，高压气膜的存在使得冷却气体难以进入轴承内部，轴承箔片无法得到有效的冷却，轴承箔片在高温工况下容易发生不可控的热变形，从而导致系统存在运行的不稳定甚至气悬浮箔片轴承的破坏等技术问题，因此本发明研究设计出一种气悬浮电机和压缩机。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的高速电机在高速运行时由于高压气膜的存在使得冷却气体难以进入轴承内部，导致系统存在运行的不稳定甚至气悬浮箔片轴承的破坏的缺陷，从而提供一种气悬浮电机和压缩机。

为了解决上述问题，本发明提供一种气悬浮电机，其包括：

转子、第一径向轴承座、止推盘、第一扩压器、第一径向轴承、第一轴向轴承和第二轴向轴承，所述第一径向轴承座位于所述转子的部分轴段的外周，所述第一径向轴承设置于所述转子的外周与所述第一径向轴承座的内周之间，以对所述转子进行径向支承；所述第一扩压器位于所述转子的部分轴段的外周，且沿着所述转子的轴向，所述止推盘位于所述第一扩压器与所述第一径向轴承座之间，沿着所述轴向，所述第一轴向轴承设置于所述第一扩压器与所述止推盘之间，所述第二轴向轴承设置于所述止推盘与所述第一径向轴承座之间，以能对所述转子进行止推；

所述第一扩压器内部具有流通通道，能够引入冷却气体到达所述第一轴向轴承的与所述第一扩压器相接的轴向一侧端面，并对所述第一轴向轴承冷却和提供用于支承的气体。

在一些实施方式中，

所述第一扩压器上开设有扩压器进气口、第一导气槽、导气通道和第二导气槽，所述扩压器进气口能够引入外部的冷却气体，所述第一导气槽连通于所述扩压器进气口与所述导气通道之间，以能将气体通过所述第一导气槽输送至所述导气通道中，所述导气通道朝所述第一扩压器的径向内侧的方向延伸至能与所述第二导气槽连通，所述第二导气槽朝向所述第一轴向轴承并能将冷却气体输送至所述第一扩压器与所述第一轴向轴承相接的轴向端面，以对所述第一轴向轴承冷却和提供用于支承的气体。

在一些实施方式中，

所述扩压器进气口从所述第一扩压器的轴向一侧端面沿轴向方向延伸至其内部，所述扩压器进气口的径向位置位于所述第一导气槽的径向外周，所述第一导气槽为环形槽，其径向外周的一处位置与所述扩压器进气口相接并连通，所述导气通道从所述第一扩压器的径向外周沿径向方向延伸至所述第一扩压器的内部，所述导气通道的径向方向的一处位置通过沿轴向延伸的导气入口与所述第一导气槽连通，所述导气通道的径向内端通过沿轴向延伸的导气出口与所述第二导气槽连通。

在一些实施方式中，

所述第二导气槽设置于所述第一扩压器的朝向所述第一轴向轴承的轴向端面上，并朝远离所述第一轴向轴承的方向凹陷形成，所述第二导气槽为多个，多个所述第二导气槽沿所述第一扩压器的周向方向间隔设置；所述导气通道也为多个，多个所述导气通道沿所述第一扩压器的周向方向间隔设置，且所述导气通道与所述第二导气槽一一对应且连通设置。

在一些实施方式中，

在所述第一扩压器的轴向端面的投影面内，所述第二导气槽的形状为Z型导气槽，包括导气槽外周段、导气槽内周段和连通段，所述导气槽外周段位于所述导气槽内周段的外周，所述连通段连通于所述导气槽外周段和所述导气槽内周段之间；且所述导气槽外周段沿周向方向延伸第一预设长度，所述导气槽内周段沿周向方向延伸第二预设长度。

在一些实施方式中，

所述第一轴向轴承沿所述轴向贯穿设置有轴向轴承第一进气口和轴向轴承第二进气口，所述轴向轴承第一进气口和所述轴向轴承第二进气口的径向位置均不超出所述止推盘的径向边缘的位置，所述轴向轴承第一进气口位于所述轴向轴承第二进气口的径向外侧，所述第一轴向轴承与所述止推盘在轴向上存在间隙，以能通过所述轴向轴承第一进气口和所述轴向轴承第二进气口将气体输送至所述第一轴向轴承和所述止推盘之间，用于冷却所述第一轴向轴承和所述止推盘。

在一些实施方式中，

当在所述第一扩压器的轴向端面的投影面内，所述第二导气槽的形状为Z型导气槽，包括导气槽外周段、导气槽内周段和连通段时，所述第一轴向轴承沿所述轴向贯穿设置有第一轴向轴承镂空结构，所述第一轴向轴承镂空结构位于所述轴向轴承第一进气的径向外侧，所述轴向轴承第一进气口和轴向轴承第二进气口均与所述第二导气槽的连通段相对且连通，所述导气槽外周段与第一轴向轴承镂空结构相对且连通，所述第一轴向轴承镂空结构与所述第一轴向轴承的拱箔段连通，用于对所述第一轴向轴承提供用于支承的气体；所述第一轴向轴承镂空结构的径向位置超出所述止推盘的径向外边缘位置，以能通过所述第一轴向轴承镂空结构向所述第二轴向轴承输送冷却气体。

在一些实施方式中，

所述第一径向轴承座的朝向所述第二轴向轴承的轴向端面上开设有第三导气槽，所述第三导气槽朝着远离所述第二轴向轴承的方向凹陷形成；所述第二轴向轴承沿所述轴向贯穿设置有轴向轴承第三进气口和轴向轴承第四进气口，所述轴向轴承第三进气口和所述轴向轴承第四进气口的径向位置均不超出所述止推盘的径向边缘的位置，所述轴向轴承第三进气口位于所述轴向轴承第四进气口的径向外侧，所述第二轴向轴承与所述止推盘在轴向上存在间隙，所述第三导气槽与所述第二轴向轴承上所述轴向轴承第三进气口和所述轴向轴承第四进气口均相对且连通，以能通过所述第三导气槽朝所述轴向轴承第三进气口和所述轴向轴承第四进气口供气，并通过所述轴向轴承第三进气口和所述轴向轴承第四进气口将气体输送至所述第二轴向轴承和所述止推盘之间，所述第三导气槽朝径向内侧延伸至所述第一径向轴承座的轴孔内周，以能进一步将气体导通至所述第一径向轴承座的轴孔内周设置的所述第一径向轴承中。

在一些实施方式中，

所述第一径向轴承座的朝向所述第二轴向轴承的轴向端面上开设有第三导气槽周向段，所述第三导气槽的外周与所述第三导气槽周向段连通，所述第三导气槽周向段沿周向方向延伸第三预设长度，所述第三导气槽和所述第三导气槽周向段形成T型导气槽，所述第二轴向轴承沿所述轴向贯穿设置有第二轴向轴承镂空结构，所述第二轴向轴承镂空结构位于所述轴向轴承第三进气口的径向外侧，所述第三导气槽周向段与所述第二轴向轴承上的所述第二轴向轴承镂空结构相对且连通，以能将冷却气体通过所述第二轴向轴承镂空结构进入所述第三导气槽周向段，从而进入所述第三导气槽，所述第二轴向轴承镂空结构还与所述第二轴向轴承的拱箔段连通，用于对所述第二轴向轴承提供用于支承的气体；所述第二轴向轴承镂空结构的径向位置超出所述止推盘的径向外边缘位置，以能通过所述第二轴向轴承镂空结构接收从所述第一轴向轴承输送而来的冷却气体。

在一些实施方式中，

还包括机壳和定子，所述定子设置于所述机壳的内部，所述机壳的内部设置有冷却水流道，所述机壳的内部还设置有冷却气流道，所述冷却气流道与所述冷却水流道不连通，所述冷却气流道中的冷却气体能与所述冷却水流道中的冷却水换热；所述机壳的轴向一端与所述第一径向轴承座轴向一侧端面相接，所述第一径向轴承座的轴向另一侧端面与所述第一扩压器相接，所述第一径向轴承座的内部沿轴向贯穿设置有第一导气通孔，所述第一导气通孔的一端与所述冷却气流道连通、另一端与所述第一扩压器内部的流通通道连通，以能对所述第一扩压器内部的流通通道供气。

在一些实施方式中，

当所述第一扩压器上开设有扩压器进气口时，所述第一导气通孔的另一端与所述扩压器进气口连通，以对所述扩压器进气口供气。

在一些实施方式中，

还包括第二径向轴承座、第二径向轴承和第二扩压器，所述第二径向轴承座位于所述转子的部分轴段的外周，所述第二径向轴承设置于所述转子的外周与所述第二径向轴承座的内周之间，以对所述转子进行径向支承，所述第二径向轴承座与所述第一径向轴承座沿轴向间隔设置，所述第二扩压器的径向外侧部分沿轴向与所述第二径向轴承座相接，所述第二扩压器的径向内侧部分沿轴向与所述第二径向轴承座间隔形成导通空间，所述第二径向轴承座的内部具有第二导气通孔，所述第二导气通孔的一端与所述冷却气流道连通，所述第二导气通孔的另一端与所述导通空间连通，所述导通空间与所述第二径向轴承连通，以对所述第二径向轴承冷却和提供用于支承的气体。

在一些实施方式中，

经过所述第一径向轴承后的气体进入所述机壳的内部能对所述定子进行冷却，经过所述第二径向轴承后的气体进入所述机壳的内部能对所述定子和所述转子进行冷却，经过所述第一径向轴承后进入所述机壳内部的气体能与经过所述第二径向轴承后进入所述机壳内部的气体进行混合；

所述机壳上还开设有电机出气口，所述电机出气口一端与所述机壳的内部连通，另一端连通至所述机壳的外部，以能将所述机壳内部的气体导出。

本发明还提供一种压缩机，其包括前述的气悬浮电机。

在一些实施方式中，

还包括一级叶轮、一级蜗壳、二级叶轮和二级蜗壳，所述一级叶轮和所述第一扩压器均设置于所述一级蜗壳的内部，所述二级叶轮和所述第二扩压器均设置于所述二级蜗壳的内部，所述第一扩压器为一级扩压器，所述第二扩压器为二级扩压器，经所述一级叶轮压缩和所述一级扩压器扩压后的气体中的部分进入所述二级蜗壳中进行二级压缩，部分通过连接管上的压缩气体出口被导通至所述冷却气流道中，所述机壳上还设置有电机进气口，所述压缩气体出口与所述电机进气口连通，所述电机进气口与所述冷却气流道连通。

本发明提供的一种气悬浮电机和压缩机具有如下有益效果：

本发明通过在第一扩压器内部设置有流通通道，能够引入冷却气体到达第一轴向轴承与第一扩压器相接的轴向一侧端面(即第一轴向轴承的背面)，由于该轴侧端面是低压区，引入的冷却气体是高压，能够使得引入的气体与低压区之间形成压差，增大气体的流速，使得冷却气体能够顺利地与扩压器的低压区导通，并顺利地进入到轴向轴承的内部，冷却气体的流速增大，能够有效增加散热的效率，本发明由于第一扩压器内部设置的流通通道，使得高压冷却气体能从轴向轴承背面低压区进入轴承内部，该结构能增大冷却气体在气悬浮箔片轴承系统内部和整机气冷系统的流动速度，从而提高箔片轴承系统与整机的对流散热效率，提高气悬浮轴承的运行稳定性和承载能力、降低永磁体退磁风险，解决现有高速电机发热量大而又散热困难的难题，提高气悬浮高速电机及空压机的运行稳定性和安全性。

附图说明

图1是本发明的气悬浮高速电机剖视结构示意图；

图2是本发明的气悬浮高速电机及空压机整机气冷系统的剖视结构示意图；

图2.1是图2中F部分的局部放大图；

图3是本发明的一级扩压器结构及剖面示意图(经过轴线的径向平面剖视图)；

图3.1是图3的A-A剖视图；

图3.2是图3的B-B剖视图；

图4是本发明的一级轴承座沿轴向的结构示意图；

图4.1是图4的C-C剖视图；

图5是本发明的第一轴向轴承的轴向结构示意图；

图5.1是图5的D部分局部放大图；

图5.2是图5的E部分局部放大图；

图6是本发明的第一或第二径向轴承的径向截面示意图；

图7是本发明的第二轴向轴承的轴向结构示意图。

附图标记为：

1、机壳；2、定子；3、转子；4、第一径向轴承座；5、第二径向轴承座；6、第一径向轴承；7、第二径向轴承；8、第一扩压器；9、第二扩压器；10、第一轴向轴承；11、第二轴向轴承；12、止推盘；13、冷却水流道；

14、一级叶轮；15、二级叶轮；16、一级蜗壳；17、二级蜗壳；18、连接管；19、压缩气体出口；20、电机进气口；21、冷却气流道；22、第一导气通孔；23、第二导气通孔；24、电机出气口；

801、扩压器进气口；802、第一导气槽；803、导气通道；804、导气入口；805、导气出口；806、第二导气槽；807、导气槽外周段；807’、导气槽内周段；808、第一轴承安装孔；

401、第三导气槽；402、第三导气槽周向段；403、第二轴向轴承安装孔；404、径向轴承安装位；

101、轴承安装孔；102、轴向轴承第一进气口；102’、轴向轴承第二进气口；103、第一轴向轴承镂空结构；104、轴向轴承第三进气口；104’、轴向轴承第四进气口；105、第二轴向轴承镂空结构；

25、底箔；26、波箔；27、顶箔；28、拱形镂空结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-7所示，本发明提供一种气悬浮电机(即通过气体轴承支撑转子的电机)，其包括：

转子3、第一径向轴承座4、止推盘12、第一扩压器8、第一径向轴承6、第一轴向轴承10和第二轴向轴承11，所述第一径向轴承座4位于所述转子3的部分轴段的外周，所述第一径向轴承6设置于所述转子3的外周与所述第一径向轴承座4的内周之间，以对所述转子3进行径向支承；所述第一扩压器8位于所述转子3的部分轴段的外周，且沿着所述转子3的轴向，所述止推盘12位于所述第一扩压器8与所述第一径向轴承座4之间，沿着所述轴向，所述第一轴向轴承10设置于所述第一扩压器8与所述止推盘12之间，所述第二轴向轴承11设置于所述止推盘12与所述第一径向轴承座4之间，以能对所述转子3进行止推；

所述第一扩压器8内部具有流通通道，能够引入冷却气体到达所述第一轴向轴承10的与所述第一扩压器8相接的轴向一侧端面，并对所述第一轴向轴承10冷却和提供用于支承的气体。

本发明通过在第一扩压器内部设置有流通通道，能够引入冷却气体到达第一轴向轴承与第一扩压器相接的轴向一侧端面(即第一轴向轴承的背面)，由于该轴侧端面是低压区，引入的冷却气体是高压，能够使得引入的气体与低压区之间形成压差，增大气体的流速，使得冷却气体能够顺利地与扩压器的低压区导通，并顺利地进入到轴向轴承的内部，冷却气体的流速增大，能够有效增加散热的效率，本发明由于第一扩压器内部设置的流通通道，使得高压冷却气体能从轴向轴承背面低压区进入轴承内部，该结构能增大冷却气体在气悬浮箔片轴承系统内部和整机气冷系统的流动速度，从而提高箔片轴承系统与整机的对流散热效率，提高气悬浮轴承的运行稳定性和承载能力、降低永磁体退磁风险，解决现有高速电机发热量大而又散热困难的难题，提高气悬浮高速电机及空压机的运行稳定性和安全性。

本发明的改进点在于：

1.本发明的气悬浮高速电机及空压机具有压缩气体回流内循环风冷系统，在其一级扩压器内设置有通向轴向轴承背面低压区的冷却气流道，能提高气浮箔片轴承系统的对流散热效率，降低箔片轴承发生热致不稳定的风险，从而提高轴承运行的稳定性；

2.本发明的气悬浮高速电机及空压机的内循环风冷系统，有利于提高对高速电机转子的对流散热效率，降低永磁体受热退磁的风险，从而提高高速电机的服役寿命；

3.本发明的气悬浮高速电机及空压机的内循环风冷系统，增大了流经气悬浮轴承的气体流量，能提高气浮箔片轴承系统的承载能力。

本发明解决的技术问题：现有的高速电机在高速运行时，止推盘与轴向箔片气浮轴承之间、轴颈与径向箔片气浮轴承之间会形成高压气膜，这能为高速转子提供足够的轴向和径向承载力。但与此同时，高压气膜的存在使得冷却气体难以进入轴承内部，轴承箔片无法得到有效的冷却，轴承箔片在高温工况下容易发生不可控的热变形，从而导致系统运行的不稳定甚至气悬浮箔片轴承的破坏的问题。

在一些实施方式中，

所述第一扩压器8上开设有扩压器进气口801、第一导气槽802、导气通道803和第二导气槽806，所述扩压器进气口801能够引入外部的冷却气体，所述第一导气槽802连通于所述扩压器进气口801与所述导气通道803之间，以能将气体通过所述第一导气槽802输送至所述导气通道803中，所述导气通道803朝所述第一扩压器8的径向内侧的方向延伸至能与所述第二导气槽806连通，所述第二导气槽806朝向所述第一轴向轴承10并能将冷却气体输送至所述第一扩压器8与所述第一轴向轴承10相接的轴向端面，以对所述第一轴向轴承10冷却和提供用于支承的气体。

这是本发明的第一扩压器的流通通道的优选结构形式，即扩压进气口能够从外部引入冷却气体，第一导气槽能够与扩压进气口流通以将气体导至需要对第一轴向轴承冷却的背面处，导气通道用于将设置在第一扩压器的端面上的气体连通至第一扩压器两个轴向端面之间的内部，从而能够使得外部冷却气体到达径向内侧的指定位置，再与第二导气槽连通，能够通过第二导气槽将冷却气体导至第一轴向轴承的背面处，对第一轴向轴承进行冷却以及提供和更换用于支承的气体(导气通道的设置能够避免从第一扩压器的轴向端面引气体时由于止推盘两侧的轴向轴承处于高压的区域，而导致无法将气体引入轴向轴承径向内侧的指定位置处的情况，从而能够可靠且顺利地将气体引入轴向轴承径向内侧的背面的低压区)，以保证对轴向轴承有效的冷却以及支撑气体的提供。

在一些实施方式中，

所述扩压器进气口801从所述第一扩压器8的轴向一侧端面沿轴向方向延伸至其内部，所述扩压器进气口801的径向位置位于所述第一导气槽802的径向外周，所述第一导气槽802为环形槽，其径向外周的一处位置与所述扩压器进气口801相接并连通，所述导气通道803从所述第一扩压器8的径向外周沿径向方向延伸至所述第一扩压器8的内部，所述导气通道803的径向方向的一处位置通过沿轴向延伸的导气入口804与所述第一导气槽802连通，所述导气通道803的径向内端通过沿轴向延伸的导气出口805与所述第二导气槽806连通。

这是本发明的扩压器进气口、第一导气槽、导气通道的进一步优选结构形式，扩压进气口优选沿轴向方向延伸能够从外部引入气体朝轴向内部引气，第一导气槽为环形槽能够与扩压进气口流通，将气体导向至第一扩压器的周向的不同位置处，以对轴向轴承的背面的周向不同位置进行供气；导气通道优选沿着径向方向开设，能够从第一扩压器的外周面沿着径向向内的方向进行加工，开设于周向某一位置处的导气通道能够与环形槽连通以进行引气，并且朝径向内侧导通至位于径向内端的位置，并与第二导气槽连通，导气通道通过导气入口与第一导气槽连通，导气通道通过导气出口与第二导气槽连通，从而完成将径向外侧的气体导通至第一扩压器的径向内侧且与第一轴向轴承的背面连通，对轴向轴承的背面进行喷气，对其进行冷却和替换用于支承的气体。

在一些实施方式中，

所述第二导气槽806设置于所述第一扩压器8的朝向所述第一轴向轴承10的轴向端面上，并朝远离所述第一轴向轴承10的方向凹陷形成，所述第二导气槽806为多个，多个所述第二导气槽806沿所述第一扩压器8的周向方向间隔设置；所述导气通道803也为多个，多个所述导气通道803沿所述第一扩压器8的周向方向间隔设置，且所述导气通道803与所述第二导气槽806一一对应且连通设置。

这是本发明的第二导气槽的优选结构形式，即开设于第一扩压器与第一轴向轴承相接的轴向端面且凹陷形成，能够与导气通道连通以对轴向轴承的不同位置进行喷射冷却气体；本发明的第二导气槽优选为多个，导气通道为多个，能够使得第二导气槽和导气通道均沿周向分布于不同的位置，能够对轴向轴承的多处周向不同的位置进行喷射冷却气体，提高对轴向轴承的冷却效果以及提高支承性能。

在一些实施方式中，

在所述第一扩压器8的轴向端面的投影面内，所述第二导气槽806的形状为Z型导气槽，包括导气槽外周段807、导气槽内周段807’和连通段，所述导气槽外周段807位于所述导气槽内周段807’的外周，所述连通段连通于所述导气槽外周段807和所述导气槽内周段807’之间；且所述导气槽外周段807沿周向方向延伸第一预设长度，所述导气槽内周段807’沿周向方向延伸第二预设长度。

这是本发明的第二导气槽的进一步优选结构形式，通过导气槽外周段沿周向方向延伸第一预设长度，能够使得冷却气体从第二轴向轴承的镂空结构流出，并从第三导气槽周向段进入第三导气槽，对第二轴向轴承进行冷却和提供用于支承的气体；通过导气槽内周段沿周向方向延伸第二预设长度，能够使得导气槽内周段具有一定的储气能力，并且增大对轴向轴承的周向方向的喷射面积，进一步提高对轴承的冷却效果和支承性能。

如图3所示，所述第一扩压器8的特征包括，扩压器进气口801，第一导气槽802，沿第一扩压器8径向导通的均布的导气通道803，均布的Z型槽(第二导气槽806)，第一导气槽802与第二导气槽806的底部在同一平面上(平行于第一扩压器8端面)，所述导气通道803沿第一扩压器8径向连通所述第一导气槽802与所述第二导气槽806；所述导气通道803上设置有导气入口804和导气出口805，所述导气入口804位于所述第一导气槽802的轴向底部，所述导气出口805位于所述第二导气槽806轴向底部；所述第二导气槽806远离圆心的一侧设置有导气槽外周段807和位于径向内侧的导气槽内周段807’；所述第一扩压器8上还设置有用于安装所述第一轴向轴承10的第一轴承安装孔808。

所述扩压器进口801、所述第一导气通孔22与所述冷却气流道13沿轴向连通，冷却气体从所述扩压器进气口801进入所述第一导气槽802，并在环形的第一导气槽802内完成压缩空气均化；冷却气体从所述导气入口804进入，并沿所述导气通道803运输到所述导气出口805，进入所述Z型导气槽，最终流向所述导气槽外周段807；第二导气槽806与第一轴向轴承背面相对，所述导气槽外周段807与第一轴向轴承镂空结构103相对且连通。高压冷却气体一部分从轴向轴承第一进气口102和轴向轴承第二进气口102’，进入所述第一轴向轴承10与所述止推盘12之间，为轴向轴承提供冷却气体，对第一轴向轴承10进行冷却，同时也为所述第一轴向轴承与所述止推盘12之间形成高压气膜提供足够的气体来源，从而提高轴向轴承的承载能力；另一部分从气压较低的所述第一轴向轴承10与所述一级扩压器8之间的间隙，进入所述第一轴向轴承10背面，并通过所述第一轴向轴承10箔片之间的间隙进入轴承内部，对所述第一轴向轴承10进行全方面的冷却。导气槽外周段807至少部分与第一轴向轴承10的第一轴向轴承镂空结构103相对，冷却气体可以直接进入所述第一扩压器8和所述第一径向轴承座4之间所形成的一级扩压器内腔。

在一些实施方式中，

所述第一轴向轴承10沿所述轴向贯穿设置有轴向轴承第一进气口102和轴向轴承第二进气口102’，所述轴向轴承第一进气口102和所述轴向轴承第二进气口102’的径向位置均不超出所述止推盘12的径向边缘的位置，所述轴向轴承第一进气口102位于所述轴向轴承第二进气口102’的径向外侧，所述第一轴向轴承10与所述止推盘12在轴向上存在间隙，以能通过所述轴向轴承第一进气口102和所述轴向轴承第二进气口102’将气体输送至所述第一轴向轴承10和所述止推盘12之间，用于冷却所述第一轴向轴承10和所述止推盘12。

这是本发明的第一轴向轴承的优选结构形式，通过轴向轴承第一进气口和轴向轴承第二进气口均与第二导气槽和止推盘实体部分相对，能够将冷却气体导通至止推盘与第一轴向轴承之间，提高用于冷却和用于支承的气体量，能够提高第一轴向轴承与止推盘之间的冷却性能，并且提高支承性能。

在一些实施方式中，

当在所述第一扩压器8的轴向端面的投影面内，所述第二导气槽806的形状为Z型导气槽，包括导气槽外周段807、导气槽内周段807’和连通段时，所述第一轴向轴承10沿所述轴向贯穿设置有第一轴向轴承镂空结构103，所述第一轴向轴承镂空结构103位于所述轴向轴承第一进气口102的径向外侧，所述轴向轴承第一进气口102和轴向轴承第二进气口102’均与所述第二导气槽806的连通段相对且连通，所述导气槽外周段807与第一轴向轴承镂空结构103相对且连通，所述第一轴向轴承镂空结构103与所述第一轴向轴承10的拱箔段连通，用于对所述第一轴向轴承10提供用于支承的气体；所述第一轴向轴承镂空结构103的径向位置超出所述止推盘12的径向外边缘位置，以能通过所述第一轴向轴承镂空结构103向所述第二轴向轴承11输送冷却气体。

这是本发明的第一轴向轴承的第一和第二轴向轴承进气口的优选结构形式，通过第一轴向轴承镂空结构，能够与导气槽外周段连通，一部分气体通过第一轴向轴承镂空结构朝径向内侧的第一轴向轴承的拱箔段连通，用于对该拱箔段提供用于支持的气体，另一部分气体由于第一轴向轴承镂空结构超出止推盘的径向外缘，因此可以将另外的气体导通至第一扩压器与第一径向轴承座之间的腔体中，进而能够对第二轴向轴承进行供气作用，提高第二轴向轴承的冷却性能和支承性能；第二轴向轴承镂空结构与第一轴向轴承镂空结构相对连通，能够通过两个轴承的镂空结构引入气体，进一步通过轴向轴承第三和第四进气口引导至第二轴向轴承与止推盘之间，提高对该位置的冷却和支承性能。

在一些实施方式中，

所述第一径向轴承座4的朝向所述第二轴向轴承11的轴向端面上开设有第三导气槽401，所述第三导气槽401朝着远离所述第二轴向轴承11的方向凹陷形成；所述第二轴向轴承11沿所述轴向贯穿设置有轴向轴承第三进气口104和轴向轴承第四进气口104’，所述轴向轴承第三进气口104和所述轴向轴承第四进气口104’的径向位置均不超出所述止推盘12的径向边缘的位置，所述轴向轴承第三进气口104位于所述轴向轴承第四进气口104’的径向外侧，所述第二轴向轴承11与所述止推盘12在轴向上存在间隙，所述第三导气槽401与所述第二轴向轴承11上所述轴向轴承第三进气口104和所述轴向轴承第四进气口104’均相对且连通，以能通过所述第三导气槽401朝所述轴向轴承第三进气口104和所述轴向轴承第四进气口104’供气，并通过所述轴向轴承第三进气口104和所述轴向轴承第四进气口104’将气体输送至所述第二轴向轴承11和所述止推盘12之间，所述第三导气槽401朝径向内侧延伸至所述第一径向轴承座4的轴孔内周，以能进一步将气体导通至所述第一径向轴承座4的轴孔内周设置的所述第一径向轴承6中。

这是本发明的第一径向轴承座的优选结构形式，通过第三导气槽能够输送冷却气体，第三导气槽与第二轴向轴承的轴向轴承第三进气口和轴向轴承第四进气口相对且连通，以能够通过轴向轴承第三和第四进气口为第二轴向轴承提供冷却和用于支承的气体，并且还通过第三导气槽沿径向延伸至第一径向轴承座的轴孔内周，能够将气体导通至第一径向轴承处，以进一步对第一径向轴承起到冷却和提高支承能力。

本发明的高速电机及空压机，在其一级扩压器与一级径向轴承座内设置有通向轴向轴承背面低压区的冷却气流道，能提高气悬浮高速电机及空压机气悬浮轴承系统与整机的对流散热效率，提高气悬浮轴承的运行稳定性和承载能力、降低永磁体退磁风险，从而提高高速电机及空压机的运行稳定性和安全性。

本发明的箔片轴承冷却系统左部的气冷结构，首先可以使冷却气体从轴向轴承的背面进入轴承结构，为轴承提供冷却和动压高压气膜的气体来源，另外也可以将冷却气体导向径向轴承的拱形镂空结构，为第一径向轴承6提供冷却，最后，左部气冷结构的气流道设置在气压相对动压气膜更小的轴向轴承背面和径向轴承内部的拱形镂空结构，使得冷却气体的流动阻力更小，流动速度更快，从而为箔片轴承系统提供更高的对流散热效率。

在一些实施方式中，

所述第一径向轴承座4的朝向所述第二轴向轴承11的轴向端面上开设有第三导气槽周向段402，所述第三导气槽401的外周与所述第三导气槽周向段402连通，所述第三导气槽周向段402沿周向方向延伸第三预设长度，所述第三导气槽401和所述第三导气槽周向段402形成T型导气槽，所述第二轴向轴承11沿所述轴向贯穿设置有第二轴向轴承镂空结构105，所述第二轴向轴承镂空结构105位于所述轴向轴承第三进气口104的径向外侧，所述第三导气槽周向段402与所述第二轴向轴承11上的所述第二轴向轴承镂空结构105相对且连通，以能将冷却气体通过所述第二轴向轴承镂空结构105进入所述第三导气槽周向段402，从而进入所述第三导气槽401，所述第二轴向轴承镂空结构105还与所述第二轴向轴承11的拱箔段连通，用于对所述第二轴向轴承11提供用于支承的气体；所述第二轴向轴承镂空结构105的径向位置超出所述止推盘12的径向外边缘位置，以能通过所述第二轴向轴承镂空结构105接收从所述第一轴向轴承10输送而来的冷却气体。

这是本发明的第一径向轴承座上的进一步优选结构形式，通过位于第三导气槽的径向外端的第三导气槽周向段，能够与第二轴向轴承镂空结构相对以吸收流通而来的冷却气体，第三导气槽周向段与第三导气槽连通以能将气体导通至第三导气槽，第三导气槽在轴向上与第二轴向轴承的轴向轴承第三进气口和第四进气口相对以能够将气体引入第二轴向轴承与止推盘之间以对该处位置进行冷却和润滑，并且第二轴向轴承镂空结构的一部分气体沿径向向内连通至拱箔段，以对第二轴向轴承提供用于支承的气体，第三导气槽周向段沿周向延伸第三预设长度，能够使第三导气槽周向段与轴向轴承镂空结构相对且连通，为第三导气槽提供冷却气体入口。

如图4所示，所述第一径向轴承座4包括沿所述第一径向轴承座4径向导通的均布第三导气槽401，远离第一径向轴承座4圆心方向的第三导气槽周向段402，第二轴向轴承安装孔403，径向轴承安装位404。第三导气槽周向段402至少部分与所述第二轴向轴承11上的第二轴向轴承镂空结构105相对，一级扩压器内腔内的高压冷却气体可以通过第三导气槽周向段402进入第三导气槽401，高压冷却气体一部分从轴向轴承第三进气口104和轴向轴承第四进气口104’，进入所述第二轴向轴承11与所述止推盘12之间，为轴向轴承提供冷却气体，对第二轴向轴承11进行冷却，同时也为所述前轴向轴承与所述止推盘12之间形成高压气膜提供足够的气体来源，从而提高轴向轴承的承载能力；另一部分从气压较低的所述第二轴向轴承11与所述第一径向轴承座4之间的间隙，进入第二轴向轴承11背面，并通过第二轴向轴承11箔片之间的间隙进入轴承内部，对第二轴向轴承11进行全方面的冷却。

在一些实施方式中，

还包括机壳1和定子2，所述定子2设置于所述机壳1的内部，所述机壳1的内部设置有冷却水流道13，所述机壳1的内部还设置有冷却气流道21，所述冷却气流道21与所述冷却水流道13不连通，所述冷却气流道21中的冷却气体能与所述冷却水流道13中的冷却水换热；所述机壳1的轴向一端与所述第一径向轴承座4轴向一侧端面相接，所述第一径向轴承座4的轴向另一侧端面与所述第一扩压器8相接，所述第一径向轴承座4的内部沿轴向贯穿设置有第一导气通孔22，所述第一导气通孔22的一端与所述冷却气流道21连通、另一端与所述第一扩压器8内部的流通通道连通，以能对所述第一扩压器8内部的流通通道供气。

本发明还通过机壳以及其上设置的冷却气流道，与冷却水流道不连通且二者的介质可以进行换热，使得通过冷却水能够进一步降低冷却气的温度，从而进一步提高对内部多处轴承等部件的冷却和支承效果，并且冷却气流道通过第一径向轴承座的第一导气通孔能够将冷却气体导通至第一扩压器内部的流通通道中，为引气至第一轴向轴承的背面低压区提供了条件，提高了冷却性能和支承能力。

在一些实施方式中，

当所述第一扩压器8上开设有扩压器进气口801时，所述第一导气通孔22的另一端与所述扩压器进气口801连通，以对所述扩压器进气口801供气。这是本发明的进一步优选结构形式，即第一导气通孔与扩压器进气口相对且连通，将冷却气通过扩压器进气口引导至第一扩压器的内部，以对轴向轴承的背面低压区供气提供条件，提高了冷却和支承能力。

在一些实施方式中，

还包括第二径向轴承座5、第二径向轴承7和第二扩压器9，所述第二径向轴承座5位于所述转子3的部分轴段的外周，所述第二径向轴承7设置于所述转子3的外周与所述第二径向轴承座5的内周之间，以对所述转子3进行径向支承，所述第二径向轴承座5与所述第一径向轴承座4沿轴向间隔设置，所述第二扩压器9的径向外侧部分沿轴向与所述第二径向轴承座5相接，所述第二扩压器9的径向内侧部分沿轴向与所述第二径向轴承座5间隔形成导通空间，所述第二径向轴承座5的内部具有第二导气通孔23，所述第二导气通孔23的一端与所述冷却气流道21连通，所述第二导气通孔23的另一端与所述导通空间连通，所述导通空间与所述第二径向轴承7连通，以对所述第二径向轴承7冷却和提供用于支承的气体。

优选地在经过转子的轴线的径向剖面内，第二导气通孔23优选为L形。

本发明还通过第二径向轴承座、第二径向轴承能够对转子的轴向另一位置进行支承，第二扩压器用于对二级叶轮压缩出的气体进行扩压，而第二径向轴承座的内部开设的第二导气通孔，一端与冷却气流道连通、另一端与导通空间连通，以能将冷却气导通至导通空间中，并进一步进入第二径向轴承以对该处进行冷却和支承，提高了对该处的冷却性能和支承效果。

如图6所示为径向轴承的截面示意图，其特征在于，具有底箔25和顶箔27，所述底箔25与所述顶箔27之间设置有双层结构的波箔26，所述波箔26与所述底箔25和所述顶箔27之间形成有拱形镂空结构28；所述具有上述结构的第一径向轴承6安装在所述第一径向轴承座的径向轴承安装位404上，从所述第三导气槽周向段402进入所述后轴向轴承背面空间的高压冷却气体，可以从所述拱形镂空结构28穿过，为第一径向轴承箔片提供冷却，随后进入电机内腔中。

在一些实施方式中，

经过所述第一径向轴承6后的气体进入所述机壳1的内部能对所述定子2进行冷却，经过所述第二径向轴承7后的气体进入所述机壳1的内部能对所述定子2和转子3进行冷却，经过所述第一径向轴承6后进入所述机壳1内部的气体能与经过所述第二径向轴承7后进入所述机壳1内部的气体进行混合；

所述机壳1上还开设有电机出气口24，所述电机出气口24一端与所述机壳1的内部连通，另一端连通至所述机壳1的外部，以能将所述机壳1内部的气体导出。

本发明还通过将第一径向轴承出来的气体、和第二径向轴承出来的气体均与机壳内的定子和转子接触，能够对定子和转子进行冷却，并且在机壳内进行混合，并通过电机出气口排出机壳外部，能够有效地引入一、二级之间的气体用于对轴承部分进行冷却和支承，并且在完成冷却和支承效果后排出机壳外部。

如图2所示，所述箔片轴承冷却系统右部包括，设置在第二径向轴承座5上的L型导气孔(第二导气通孔23)，所述第二径向轴承座5与所述第二扩压器9之间的二级扩压腔，第二径向轴承7的拱形镂空结构28。高温高压气体经水冷后从所述L型导气孔流入二级扩压腔，并在此完成均化，随后进入第二径向轴承的拱形镂空结构28对二级径向轴承进行冷却，接着进入电机内腔，从所述定子2与所述转子3之间的气隙流到第一径向轴承座4的一端，与箔片轴承冷却系统左部流出的气体汇成一路，从位于所述机壳1上靠近所述第一径向轴承座4一端的电机出气口24排出大气。

本发明还提供一种压缩机(优选为空压机)，其包括前述的气悬浮电机。

本发明提供一种高速电机及空压机，其具有设置于一级扩压器和一级径向轴承的冷却气流道，高压冷却气体能从轴向轴承背面低压区进入轴承内部，该结构能增大冷却气体在气悬浮箔片轴承系统内部和整机气冷系统的流动速度，从而提高箔片轴承系统与整机的对流散热效率，解决现有高速电机发热量大而又散热困难的难题，提高气悬浮高速电机及空压机的运行稳定性和安全性。

在一些实施方式中，

还包括一级叶轮14、一级蜗壳16、二级叶轮15和二级蜗壳17，所述一级叶轮14和所述第一扩压器8均设置于所述一级蜗壳16的内部，所述二级叶轮15和所述第二扩压器9均设置于所述二级蜗壳17的内部，所述第一扩压器8为一级扩压器，所述第二扩压器9为二级扩压器，经所述一级叶轮14压缩和所述一级扩压器扩压后的气体中的部分进入所述二级蜗壳17中进行二级压缩，部分通过连接管18上的压缩气体出口19被导通至所述冷却气流道21中，所述机壳1上还设置有电机进气口20，所述压缩气体出口19与所述电机进气口20连通，所述电机进气口20与所述冷却气流道21连通。

本发明通过将一级和二级之间的气体引入部分进入机壳内部，通过冷却气流道分别进入第一扩压器和第二扩压器部分，通过第一扩压器内部的通道将冷却气引导至第一轴向轴承的背面低压区，提高了对轴向轴承的冷却性能和支承效果，以及提高了第一径向轴承和第二径向轴承的冷却性能和支承能力。

本发明提出一种气悬浮高速电机及空压机，如图1-图2所示，其包括机壳1、定子2和转子3；支撑所述转子3的第一径向轴承座4(即一级径向轴承座)和第一径向轴承座5(即二级径向轴承座)分别内置安装于所述机壳1两端，所述第一径向轴承座4和第一径向轴承座5上分别安装有第一径向轴承6(即一级径向轴承)和第二径向轴承7(即二级径向轴承)，所述第一径向轴承6和第二径向轴承7为气悬浮箔片轴承；第一扩压器8(即一级扩压器)和第二扩压器9(即二级扩压器)分别左右安装于机壳1的外侧，第一轴向轴承6(即前轴向轴承)和第二轴向轴承11(即后轴向轴承)分别左右安装第一扩压器8和第一径向轴承座4，所述第一轴向轴承10和第二轴向轴承11为气悬浮箔片推力轴承；所述转子3左右两端分别依次穿出第一径向轴承座4和第一扩压器8、第二径向轴承座5和第二扩压器9，并分别安装有一级叶轮14和二级叶轮15，转子3上设置有过盈装配的止推盘12，所述止推盘12布置在所述第一轴向轴承10和所述第二轴向轴承11中间；所述一级叶轮14和二级叶轮15外侧分别安装有一级蜗壳16和二级蜗壳17，所述一级蜗壳16和二级蜗壳17之间通过连接管18连接。

所述机壳1设有冷却水流道13，所述冷却水流道13沿机壳1周向呈S型来回折返，为高速电机及空压机提供冷却水，冷却气流道21沿机壳1轴向布置在冷却水流道13之间，进入机壳内的高温高压气体可以在冷却气流道21中被冷却水冷却至低温。

经过一级压缩后的高温高压气体，大部分通过连接管18进入二级压缩，另一部分通过连接管18上的压缩气体出口19经过电机进气口20进入冷却气流道21，所述压缩气体出口19与电机进气口20通过管道连接，经过冷却后的高压气体分别通过第一径向轴承座4上的第一导气通孔22，和第二径向轴承座5上的L型导气孔(第二导气通孔23)，进入高速电机及空压机箔片轴承冷却系统的左部和右部。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种气悬浮电机，其特征在于：包括：

转子(3)、第一径向轴承座(4)、止推盘(12)、第一扩压器(8)、第一径向轴承(6)、第一轴向轴承(10)和第二轴向轴承(11)，所述第一径向轴承座(4)位于所述转子(3)的部分轴段的外周，所述第一径向轴承(6)设置于所述转子(3)的外周与所述第一径向轴承座(4)的内周之间，以对所述转子(3)进行径向支承；所述第一扩压器(8)位于所述转子(3)的部分轴段的外周，且沿着所述转子(3)的轴向，所述止推盘(12)位于所述第一扩压器(8)与所述第一径向轴承座(4)之间，沿着所述轴向，所述第一轴向轴承(10)设置于所述第一扩压器(8)与所述止推盘(12)之间，所述第二轴向轴承(11)设置于所述止推盘(12)与所述第一径向轴承座(4)之间，以能对所述转子(3)进行止推；

所述第一扩压器(8)内部具有流通通道，能够引入冷却气体到达所述第一轴向轴承(10)的与所述第一扩压器(8)相接的轴向一侧端面，并对所述第一轴向轴承(10)冷却和提供用于支承的气体。

2.根据权利要求1所述的气悬浮电机，其特征在于：

所述第一扩压器(8)上开设有扩压器进气口(801)、第一导气槽(802)、导气通道(803)和第二导气槽(806)，所述扩压器进气口(801)能够引入外部的冷却气体，所述第一导气槽(802)连通于所述扩压器进气口(801)与所述导气通道(803)之间，以能将气体通过所述第一导气槽(802)输送至所述导气通道(803)中，所述导气通道(803)朝所述第一扩压器(8)的径向内侧的方向延伸至能与所述第二导气槽(806)连通，所述第二导气槽(806)朝向所述第一轴向轴承(10)并能将冷却气体输送至所述第一扩压器(8)与所述第一轴向轴承(10)相接的轴向端面，以对所述第一轴向轴承(10)冷却和提供用于支承的气体。

3.根据权利要求2所述的气悬浮电机，其特征在于：

所述扩压器进气口(801)从所述第一扩压器(8)的轴向一侧端面沿轴向方向延伸至其内部，所述扩压器进气口(801)的径向位置位于所述第一导气槽(802)的径向外周，所述第一导气槽(802)为环形槽，其径向外周的一处位置与所述扩压器进气口(801)相接并连通，所述导气通道(803)从所述第一扩压器(8)的径向外周沿径向方向延伸至所述第一扩压器(8)的内部，所述导气通道(803)的径向方向的一处位置通过轴向延伸的导气入口(804)与所述第一导气槽(802)连通，所述导气通道(803)的径向内端通过沿轴向延伸的导气出口(805)与所述第二导气槽(806)连通。

4.根据权利要求2所述的气悬浮电机，其特征在于：

所述第二导气槽(806)设置于所述第一扩压器(8)的朝向所述第一轴向轴承(10)的轴向端面上，并朝远离所述第一轴向轴承(10)的方向凹陷形成，所述第二导气槽(806)为多个，多个所述第二导气槽(806)沿所述第一扩压器(8)的周向方向间隔设置；所述导气通道(803)也为多个，多个所述导气通道(803)沿所述第一扩压器(8)的周向方向间隔设置，且所述导气通道(803)与所述第二导气槽(806)一一对应且连通设置。

5.根据权利要求2所述的气悬浮电机，其特征在于：

在所述第一扩压器(8)的轴向端面的投影面内，所述第二导气槽(806)的形状为Z型导气槽，包括导气槽外周段(807)、导气槽内周段(807’)和连通段，所述导气槽外周段(807)位于所述导气槽内周段(807’)的外周，所述连通段连通于所述导气槽外周段(807)和所述导气槽内周段(807’)之间；且所述导气槽外周段(807)沿周向方向延伸第一预设长度，所述导气槽内周段(807’)沿周向方向延伸第二预设长度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的气悬浮电机，其特征在于：

所述第一轴向轴承(10)沿所述轴向贯穿设置有轴向轴承第一进气口(102)和轴向轴承第二进气口(102’)，所述轴向轴承第一进气口(102)和所述轴向轴承第二进气口(102’)的径向位置均不超出所述止推盘(12)的径向边缘的位置，所述轴向轴承第一进气口(102)位于所述轴向轴承第二进气口(102’)的径向外侧，所述第一轴向轴承(10)与所述止推盘(12)在轴向上存在间隙，以能通过所述轴向轴承第一进气口(102)和所述轴向轴承第二进气口(102’)将气体输送至所述第一轴向轴承(10)和所述止推盘(12)之间，用于冷却所述第一轴向轴承(10)和所述止推盘(12)。

7.根据权利要求6所述的气悬浮电机，其特征在于：

当在所述第一扩压器(8)的轴向端面的投影面内，所述第二导气槽(806)的形状为Z型导气槽，包括导气槽外周段(807)、导气槽内周段(807’)和连通段时，所述第一轴向轴承(10)沿所述轴向贯穿设置有第一轴向轴承镂空结构(103)，所述第一轴向轴承镂空结构(103)位于所述轴向轴承第一进气口(102)的径向外侧，所述轴向轴承第一进气口(102)和轴向轴承第二进气口(102’)均与所述第二导气槽(806)的连通段相对且连通，所述导气槽外周段(807)与第一轴向轴承镂空结构(103)相对且连通，所述第一轴向轴承镂空结构(103)与所述第一轴向轴承(10)的拱箔段连通，用于对所述第一轴向轴承(10)提供用于支承的气体；所述第一轴向轴承镂空结构(103)的径向位置超出所述止推盘(12)的径向外边缘位置，以能通过所述第一轴向轴承镂空结构(103)向所述第二轴向轴承(11)输送冷却气体。

8.根据权利要求1所述的气悬浮电机，其特征在于：

所述第一径向轴承座(4)的朝向所述第二轴向轴承(11)的轴向端面上开设有第三导气槽(401)，所述第三导气槽(401)朝着远离所述第二轴向轴承(11)的方向凹陷形成；所述第二轴向轴承(11)沿所述轴向贯穿设置有轴向轴承第三进气口(104)和轴向轴承第四进气口(104’)，所述轴向轴承第三进气口(104)和所述轴向轴承第四进气口(104’)的径向位置均不超出所述止推盘(12)的径向边缘的位置，所述轴向轴承第三进气口(104)位于所述轴向轴承第四进气口(104’)的径向外侧，所述第二轴向轴承(11)与所述止推盘(12)在轴向上存在间隙，所述第三导气槽(401)与所述第二轴向轴承(11)上所述轴向轴承第三进气口(104)和所述轴向轴承第四进气口(104’)均相对且连通，以能通过所述第三导气槽(401)朝所述轴向轴承第三进气口(104)和所述轴向轴承第四进气口(104’)供气，并通过所述轴向轴承第三进气口(104)和所述轴向轴承第四进气口(104’)将气体输送至所述第二轴向轴承(11)和所述止推盘(12)之间，所述第三导气槽(401)朝径向内侧延伸至所述第一径向轴承座(4)的轴孔内周，以能进一步将气体导通至所述第一径向轴承座(4)的轴孔内周设置的所述第一径向轴承(6)中。

9.根据权利要求8所述的气悬浮电机，其特征在于：

所述第一径向轴承座(4)的朝向所述第二轴向轴承(11)的轴向端面上开设有第三导气槽周向段(402)，所述第三导气槽(401)的外周与所述第三导气槽周向段(402)连通，所述第三导气槽周向段(402)沿周向方向延伸第三预设长度，所述第三导气槽(401)和所述第三导气槽周向段(402)形成T型导气槽，所述第二轴向轴承(11)沿所述轴向贯穿设置有第二轴向轴承镂空结构(105)，所述第二轴向轴承镂空结构(105)位于所述轴向轴承第三进气口(104)的径向外侧，所述第三导气槽周向段(402)与所述第二轴向轴承(11)上的所述第二轴向轴承镂空结构(105)相对且连通，以能将冷却气体通过所述第二轴向轴承镂空结构(105)进入所述第三导气槽周向段(402)，从而进入所述第三导气槽(401)，所述第二轴向轴承镂空结构(105)还与所述第二轴向轴承(11)的拱箔段连通，用于对所述第二轴向轴承(11)提供用于支承的气体；所述第二轴向轴承镂空结构(105)的径向位置超出所述止推盘(12)的径向外边缘位置，以能通过所述第二轴向轴承镂空结构(105)接收从所述第一轴向轴承(10)输送而来的冷却气体。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的气悬浮电机，其特征在于：

还包括机壳(1)和定子(2)，所述定子(2)设置于所述机壳(1)的内部，所述机壳(1)的内部设置有冷却水流道(13)，所述机壳(1)的内部还设置有冷却气流道(21)，所述冷却气流道(21)与所述冷却水流道(13)不连通，所述冷却气流道(21)中的冷却气体能与所述冷却水流道(13)中的冷却水换热；所述机壳(1)的轴向一端与所述第一径向轴承座(4)轴向一侧端面相接，所述第一径向轴承座(4)的轴向另一侧端面与所述第一扩压器(8)相接，所述第一径向轴承座(4)的内部沿轴向贯穿设置有第一导气通孔(22)，所述第一导气通孔(22)的一端与所述冷却气流道(21)连通、另一端与所述第一扩压器(8)内部的流通通道连通，以能对所述第一扩压器(8)内部的流通通道供气。

11.根据权利要求10所述的气悬浮电机，其特征在于：

当所述第一扩压器(8)上开设有扩压器进气口(801)时，所述第一导气通孔(22)的另一端与所述扩压器进气口(801)连通，以对所述扩压器进气口(801)供气。

12.根据权利要求10所述的气悬浮电机，其特征在于：

还包括第二径向轴承座(5)、第二径向轴承(7)和第二扩压器(9)，所述第二径向轴承座(5)位于所述转子(3)的部分轴段的外周，所述第二径向轴承(7)设置于所述转子(3)的外周与所述第二径向轴承座(5)的内周之间，以对所述转子(3)进行径向支承，所述第二径向轴承座(5)与所述第一径向轴承座(4)沿轴向间隔设置，所述第二扩压器(9)的径向外侧部分沿轴向与所述第二径向轴承座(5)相接，所述第二扩压器(9)的径向内侧部分沿轴向与所述第二径向轴承座(5)间隔形成导通空间，所述第二径向轴承座(5)的内部具有第二导气通孔(23)，所述第二导气通孔(23)的一端与所述冷却气流道(21)连通，所述第二导气通孔(23)的另一端与所述导通空间连通，所述导通空间与所述第二径向轴承(7)连通，以对所述第二径向轴承(7)冷却和提供用于支承的气体。

13.根据权利要求12所述的气悬浮电机，其特征在于：

经过所述第一径向轴承(6)后的气体进入所述机壳(1)的内部能对所述定子(2)进行冷却，经过所述第二径向轴承(7)后的气体进入所述机壳(1)的内部能对所述定子(2)和所述转子(3)进行冷却，经过所述第一径向轴承(6)后进入所述机壳(1)内部的气体能与经过所述第二径向轴承(7)后进入所述机壳(1)内部的气体进行混合；

所述机壳(1)上还开设有电机出气口(24)，所述电机出气口(24)一端与所述机壳(1)的内部连通，另一端连通至所述机壳(1)的外部，以能将所述机壳(1)内部的气体导出。

14.一种压缩机，其特征在于：包括权利要求10-13中任一项所述的气悬浮电机。

15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于：

还包括一级叶轮(14)、一级蜗壳(16)、二级叶轮(15)和二级蜗壳(17)，所述一级叶轮(14)和所述第一扩压器(8)均设置于所述一级蜗壳(16)的内部，所述二级叶轮(15)和所述第二扩压器(9)均设置于所述二级蜗壳(17)的内部，所述第一扩压器(8)为一级扩压器，所述第二扩压器(9)为二级扩压器，经所述一级叶轮(14)压缩和所述一级扩压器扩压后的气体中的部分进入所述二级蜗壳(17)中进行二级压缩，部分通过连接管(18)上的压缩气体出口(19)被导通至所述冷却气流道(21)中，所述机壳(1)上还设置有电机进气口(20)，所述压缩气体出口(19)与所述电机进气口(20)连通，所述电机进气口(20)与所述冷却气流道(21)连通。