CN213879475U - 一种磁悬浮电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁悬浮电机，包括：拼接型壳体，拼接型壳体内设有定子；电机轴承，设于拼接型壳体内；出线结构，设于拼接型壳体上，出线结构用于设置与电机轴承连接的导线；转子，与定子对应设置；叶轮，与转子相连，用于输出动力；密封结构，密封结构位于以下至少一个位置：拼接型壳体的拼接位置、出线结构与拼接型壳体的连接位置、叶轮与拼接型壳体的相邻位置、拼接型壳体与转子相对应的位置。本实用新型提出的磁悬浮电机，能够实现磁悬浮电机的完全密封，以便提供磁悬浮电机应用冷媒介质的密封条件，减小冷媒介质从磁悬浮电机内部的泄漏量。

Description

一种磁悬浮电机

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮电机技术领域，尤其涉及一种磁悬浮电机。

背景技术

磁悬浮电机是一种高速电机，功率密度高，定转子需要有较好的冷却条件，传统的磁悬浮电机一般采用风冷方式或水冷方式，随着功率的增大，散热效果难以匹配，而冷媒介质可根据调节流量达到理想散热效果，但是对电机的密封提出了更严格的要求，尤其是磁轴承引线部分的密封，现有电机的整体密封性限制了冷媒介质的应用。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，提出了一种磁悬浮电机，以解决相关技术中的电机的整体密封性限制了冷媒介质的应用的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种磁悬浮电机，包括：拼接型壳体，所述拼接型壳体内设有定子；电机轴承，设于所述拼接型壳体内；出线结构，设于所述拼接型壳体上，所述出线结构用于设置与所述电机轴承连接的导线；转子，与所述定子对应设置；叶轮，与所述转子相连，用于输出动力；密封结构，所述密封结构位于以下至少一个位置：所述拼接型壳体的拼接位置、所述出线结构与所述拼接型壳体的连接位置、所述叶轮与所述拼接型壳体的相邻位置、所述拼接型壳体与所述转子相对应的位置。

其中，所述拼接型壳体包括：依次连接的前端盖、壳主体、轴承座和后端盖、设于所述前端盖上的限位件和密封件，其中，所述前端盖具有供转子穿出的通孔，所述限位件、所述密封件均设于所述通孔内，所述密封件位于所述限位件与所述叶轮之间，所述转子依次穿过所述限位件、所述密封件后与所述叶轮相连。

所述拼接型壳体的拼接位置包括以下中的至少一种：所述前端盖与所述壳主体的拼接位置、所述前端盖与所述密封件的拼接位置、所述壳主体与所述轴承座的拼接位置、所述轴承座与所述后端盖的拼接位置；所述叶轮与所述拼接型壳体的相邻位置包括：所述叶轮与所述密封件的相对位置；所述拼接型壳体与所述转子相对应的位置包括：所述限位件与所述转子的相对位置。

其中，所述密封结构包括：相互配合的密封槽和密封圈，位于以下至少一个位置：所述拼接型壳体的拼接位置、所述出线结构与所述拼接型壳体的连接位置。

其中，所述密封结构还包括：迷宫密封结构，位于以下至少一个位置：所述叶轮与所述拼接型壳体的相邻位置、所述拼接型壳体与所述转子相对应的位置。

其中，所述电机轴承包括：用于限制所述转子径向移动的径向磁轴承、用于限制所述转子轴向移动的轴向磁轴承和支撑非工作状态下的转子的第一辅助轴承和第二辅助轴承，其中，所述限位件用于限制所述第一辅助轴承的轴向移动。

其中，所述出线结构包括：连接部，所述连接部上设有至少一个连接孔；密封部，与所述连接部相连，所述密封部形成有凹槽，所述连接部设有至少一个出线孔，所述导线经所述凹槽从所述出线孔穿出；其中，所述密封部沿所述导线的长度方向延伸，在所述凹槽和所述出线孔内填充热固性密封材料。

其中，所述热固性密封材料为环氧树脂。

其中，所述壳主体的侧壁上、所述轴承座的侧壁上均设置有阶梯状的安装孔，所述出线结构设于所述安装孔内，且所述安装孔的形状与所述出线结构的外轮廓相匹配。

其中，所述安装孔包括第一阶梯结构和第二阶梯结构，所述出线结构与所述拼接型壳体的连接位置包括以下中的至少一种：所述连接部与所述第一阶梯结构的接触位置、所述密封部与所述第二阶梯结构的接触位置。

其中，磁悬浮电机还包括：冷却装置，套设在所述定子上，所述冷却装置设有多个冷却流道，所述冷却流道用于供冷媒介质流动。

本实用新型中的气体制冷系统，可以实现以下有益效果：该磁悬浮电机中，通过在所述拼接型壳体的拼接位置、所述出线结构与所述拼接型壳体的连接位置、所述叶轮与所述拼接型壳体的相邻位置、所述拼接型壳体与所述转子相对应的位置均设置有密封结构，从而实现磁悬浮电机的完全密封，减小冷媒介质从磁悬浮电机内部的泄漏量，使得磁悬浮电机的散热效果更明显，可用于大功率磁悬浮电机的设计。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例中给出的磁悬浮电机的剖面结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大示意图；

图3是本申请一个实施例中给出的安装孔的结构示意图；

图4是图1中B部分的局部放大示意图；

图5是本申请一个实施例中给出的出线结构的结构示意图；

图6是图5中A-A部分的剖面结构示意图；

图7是本申请一个实施例中给出的磁悬浮电机的剖面结构的局部放大示意图。

附图标记：

10拼接型壳体、11前端盖、12壳主体、13轴承座、14后端盖、15限位件、16密封件、

20定子、30转子、40叶轮、

51径向磁轴承、52轴向磁轴承、53第一辅助轴承、54第二辅助轴承、

60出线结构、61连接部、611出线孔、612连接孔、62密封部、621凹槽、63导线、

70密封结构、71密封槽、72迷宫密封结构、

80安装孔、81第一阶梯结构、82第二阶梯结构、

90冷却装置、91冷却流道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请提供了一种磁悬浮电机，通过在拼接型壳体的拼接位置、出线结构与拼接型壳体的连接位置、叶轮与拼接型壳体的相邻位置、拼接型壳体与转子相对应的位置均设置有密封结构，从而实现磁悬浮电机的完全密封，以便提供磁悬浮电机应用冷媒介质的密封条件，减小冷媒介质从磁悬浮电机内部的泄漏量，使得磁悬浮电机的散热效果更明显，可用于大功率磁悬浮电机的设计。

在一个示例性实施例中，提供了一种磁悬浮电机，参考图1-图6所示，

如图1所示，磁悬浮电机包括：拼接型壳体10、定子20、转子30、电机轴承、出线结构60、导线63、叶轮40和密封结构70，定子20与转子30对应设置，定子20、转子30、电机轴承均设于拼接型壳体10内，具体地，定子20和电机轴承均套设在转子30外，定子20在通电的状态下驱动转子30绕转子30的轴线转动，以通过与转子30相连的叶轮40向外输出动力。电机轴承用于限制转子30在径向和轴向方向的位移，出线结构60设于拼接型壳体10上，出线结构60用于设置与电机轴承连接的导线63，通过导线63将电机轴承与外部电源连接，并且在通电后电机轴承产生的磁场能够使转子30悬浮，从而使转子30在转动时不与定子20以及电机内部的其他结构接触，使磁悬浮电机的运行平稳、舒适，易于实现自动控制，无噪音。密封结构70位于以下至少一个位置：拼接型壳体10的拼接位置、出线结构60与拼接型壳体10的连接位置、叶轮40与拼接型壳体10的相邻位置、拼接型壳体10与转子30相对应的位置。

在一个示例中，如图1和图4所示，拼接型壳体10的拼接位置、出线结构60与拼接型壳体10的连接位置、叶轮40与拼接型壳体10的相邻位置、拼接型壳体10与转子30相对应的位置均设置有密封结构70，从而实现磁悬浮电机的完全密封，以便提供磁悬浮电机应用冷媒介质的密封条件。本申请提供的磁悬浮电机，通过实现磁悬浮电机的完全密封，以便提供磁悬浮电机应用冷媒介质的密封条件，减小冷媒介质从磁悬浮电机内部的泄漏量，使得磁悬浮电机能够应用冷媒介质冷却磁悬浮电机，使散热效果更明显，可用于大功率磁悬浮电机的设计。

在一个示例中，如图1所示，拼接型壳体10包括：前端盖11、壳主体12、轴承座13、后端盖14、限位件15和密封件16，具体地，前端盖11、壳主体12、轴承座13和后端盖14依次连接，由前端盖11、壳主体12、轴承座13和后端盖14组成了拼接型壳体10的主体部分，定子20、转子30、电机轴承均设于由前端盖11、壳主体12、轴承座13和后端盖14围合成的空间内，从而将定子20、转子30、电机轴承与外界隔离开，防止外部物质（如外界尘土、水及其他固体物质）影响磁悬浮电机的运行。限位件15和密封件16设于前端盖11上，其中，前端盖11具有供转子30穿出的通孔，限位件15、密封件16均设于通孔内，密封件16位于限位件15与叶轮40之间，转子30依次穿过限位件15、密封件16后与叶轮40相连，转子30输出的动力经叶轮40向外传递。在本示例中，拼接型壳体10的拼接位置具体包括：前端盖11与壳主体12的拼接位置、前端盖11与密封件16的拼接位置、壳主体12与轴承座13的拼接位置、轴承座13与后端盖14的拼接位置。通过将密封结构70设置在前端盖11与壳主体12的拼接位置、前端盖11与密封件16的拼接位置、壳主体12与轴承座13的拼接位置、轴承座13与后端盖14的拼接位置，从而防止磁悬浮电机内部的冷媒介质通过拼接型壳体10拼接位置处的缝隙漏出，或避免外界物质通过拼接型壳体10拼接位置处的缝隙进入磁悬浮电机的内部。

如图4所示，叶轮40与拼接型壳体10的相邻位置包括：叶轮40与密封件16的相对位置。拼接型壳体10与转子30相对应的位置包括：限位件15与转子30的相对位置。设置密封件16与限位件15的目的在于密封转动零件（即转子30）与固定零件（即拼接型壳体10）之间的缝隙。具体地，在磁悬浮电机的运行过程中，转子30不与除叶轮40外的其他零部件接触，因此在转子30的动力输出端与拼接型壳体10之间必然存在间隙，为实现磁悬浮电机的完全密封，因此在叶轮40与密封件16的相对位置、限位件15与转子30的相对位置均设置密封结构70。

在一个示例中，如图1、图2和图3所示，前端盖11与壳主体12的拼接位置、前端盖11与密封件16的拼接位置、壳主体12与轴承座13的拼接位置、轴承座13与后端盖14的拼接位置、出线结构60与拼接型壳体10的连接位置通过设置相互配合的密封槽71和密封圈实现密封。具体地，密封槽和密封圈的种类包括但不限于o型密封圈、v型密封圈、u型密封圈、y形密封圈、矩形密封圈、三角沟槽、矩形沟槽、梯形沟槽。

在一个示例中，如图4所示，叶轮40与密封件16的相对位置、限位件15与转子30的相对位置通过设置迷宫密封结构72将转子30与限位件15之间的间隙和叶轮40与密封件16之间的间隙密封，从而解决了磁悬浮电机中转子30与拼接型壳体10之间的密封问题。

详细地，如图7所示，叶轮40与密封件16的相对位置处，在叶轮40和密封件16上均设置有多个依次排列的环形密封齿，在叶轮40的环形密封齿与密封件16的环形密封齿之间形成一系列截流间隙和膨胀空腔，当被密封介质（如冷媒介质）在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应从而达到阻漏的目的。在限位件15与转子30的相对位置处，在限位件15上设置有多个依次排列的环形密封齿，通过在限位件15与转子30的相对位置处、叶轮40与密封件16的相对位置处均设置迷宫密封结构72，实现转动零件（即转子30和叶轮40）与固定零件（即拼接型壳体10）之间间隙的双重密封，进一步提高了密封效果。

在一个示例中，如图1所示，电机轴承包括：径向磁轴承51、轴向磁轴承52、第一辅助轴承53和第二辅助轴承54，具体地，径向磁轴承51有两个，分别套设在转子30外并位于定子20的两侧，第一辅助轴承53和第二辅助轴承54分别套设在靠近转子30两端位置处的转子30外，且径向磁轴承51、第一辅助轴承53和第二辅助轴承54均固定在拼接型壳体10上，轴向磁轴承52固定设置在轴承座13上，在通电状态下，径向磁轴承51用于限制转子30径向移动并使转子30悬浮、轴向磁轴承52用于限制转子30轴向移动。在非工作状态下，第一辅助轴承53和第二辅助轴承54用于支撑转子30，对转子30进行限位，避免转子30与电机内部其他结构撞击而影响电机性能和使用寿命，其中，限位件15还用于限制第一辅助轴承53的轴向移动。

在一个示例中，如图5和图6所示，出线结构60包括：连接部61、密封部62，其中，连接部61上设有至少一个连接孔612，连接孔612用于出线结构60与拼接型壳体10之间的连接，例如，通过螺栓穿过连接孔612，固定到拼接型壳体10上。密封部62与连接部61相连，密封部62上形成有凹槽621，连接部61设有至少一个出线孔611，导线63经凹槽621从出线孔611穿出，以使导线63的两端能够分别连接径向磁轴承51、轴向磁轴承52与外部电源。其中，密封部62沿导线63的长度方向延伸，在凹槽621和出线孔611内填充热固性密封材料，从而通过热固性密封材料将导线63与出线结构60之间的缝隙填充并密封，还需说明的是，密封部62沿导线63的长度方向延伸，使凹槽621能够具有一定的深度，凹槽621内填充的热固性材料沿导线63延伸的方向也具有较长的长度，以进一步提高密封效果。其中，采用热固性材料的目的在于，一方面磁悬浮电机在工作过程中拼接型壳体10的温度升高，热固性材料受热时不会软化和反复塑制，并且也不在溶剂中溶解的性能，使出线结构60的密封结构70更加稳定牢固；另一方面，热固性材料在第一次成型时呈液体状态，能够更好地填充凹槽621和出线孔611，从而在凝固后使出线结构60的整体密封性较好。

在一个示例中，如图6所示，热固性密封材料为环氧树脂，环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，且介电性能良好，变形收缩率小，能够实现对出线孔611良好的密封作用。

在一个示例中，如图3所示，壳主体12的侧壁上、轴承座13的侧壁上均设置有阶梯状的安装孔80，出线结构60设于安装孔80内，且安装孔80的形状与出线结构60的外轮廓相匹配，使出线结构60在安装时可以快速的定位提高装配效率，并且通过将出线结构60设置在安装孔80内，使完成安装后的出线结构60不会凸出拼接型壳体10的外表面，且出线结构60与拼接型壳体10的外表面平齐，使磁悬浮电机的外表面整体上更加平整。安装孔80包括第一阶梯结构81和第二阶梯结构82，出线结构60与拼接型壳体10的连接位置包括：连接部61与第一阶梯结构81的接触位置、密封部62与第二阶梯结构82的接触位置。具体地，第一阶梯结构81设有密封槽71、在出线结构60的密封部62朝向第二阶梯结构82的一端设有密封槽71，连接磁轴承的导线63穿过出线孔611后，用环氧树脂灌封，再通过O型圈与电机外壳（即拼接型壳体10）装配，以保证磁轴承出线（即导线63）的密封性。

在一个示例中，如图1所示，磁悬浮电机还包括：冷却装置90，冷却装置90套设在定子20上，冷却装置90设有多个冷却流道91，冷却流道91用于供冷媒介质流动。从而利用冷媒介质通过冷却装置90实现磁悬浮电机的冷却，使磁悬浮电机的散热效果更明显。

需要说明的是，本申请中各电路的具体连接方式属于本领域的现有技术，在此不做赘述。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种磁悬浮电机，其特征在于，包括：

拼接型壳体（10），所述拼接型壳体（10）内设有定子（20）；

电机轴承，设于所述拼接型壳体（10）内；

出线结构（60），设于所述拼接型壳体（10）上，所述出线结构（60）用于设置与所述电机轴承连接的导线（63）；

转子（30），与所述定子（20）对应设置；

叶轮（40），与所述转子（30）相连，用于输出动力；

密封结构（70），所述密封结构（70）位于以下至少一个位置：所述拼接型壳体（10）的拼接位置、所述出线结构（60）与所述拼接型壳体（10）的连接位置、所述叶轮（40）与所述拼接型壳体（10）的相邻位置、所述拼接型壳体（10）与所述转子（30）相对应的位置。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮电机，其特征在于，

所述拼接型壳体（10）包括：

依次连接的前端盖（11）、壳主体（12）、轴承座（13）和后端盖（14）、设于所述前端盖（11）上的限位件（15）和密封件（16），其中，所述前端盖（11）具有供转子（30）穿出的通孔，所述限位件（15）、所述密封件（16）均设于所述通孔内，所述密封件（16）位于所述限位件（15）与所述叶轮（40）之间，所述转子（30）依次穿过所述限位件（15）、所述密封件（16）后与所述叶轮（40）相连；

所述拼接型壳体（10）的拼接位置包括以下中的至少一种：所述前端盖（11）与所述壳主体（12）的拼接位置、所述前端盖（11）与所述密封件（16）的拼接位置、所述壳主体（12）与所述轴承座（13）的拼接位置、所述轴承座（13）与所述后端盖（14）的拼接位置。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮电机，其特征在于，所述密封结构（70）包括：

迷宫密封结构（72），位于以下至少一个位置：所述叶轮（40）与所述拼接型壳体（10）的相邻位置、所述拼接型壳体（10）与所述转子（30）相对应的位置。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮电机，其特征在于，

所述叶轮（40）与所述拼接型壳体（10）的相邻位置包括：所述叶轮（40）与所述密封件（16）的相对位置。

5.根据权利要求3所述的磁悬浮电机，其特征在于，

所述拼接型壳体（10）与所述转子（30）相对应的位置包括：所述限位件（15）与所述转子（30）的相对位置。

6.根据权利要求2所述的磁悬浮电机，其特征在于，所述密封结构（70）包括：

密封槽（71）和密封圈，位于以下至少一个位置：所述拼接型壳体（10）的拼接位置、所述出线结构（60）与所述拼接型壳体（10）的连接位置。

7.根据权利要求2所述的磁悬浮电机，其特征在于，所述电机轴承包括：

用于限制所述转子（30）径向移动的径向磁轴承（51）、用于限制所述转子（30）轴向移动的轴向磁轴承（52）和支撑非工作状态下的转子（30）的第一辅助轴承（53）和第二辅助轴承（54），其中，所述限位件（15）用于限制所述第一辅助轴承（53）的轴向移动。

8.根据权利要求2所述的磁悬浮电机，其特征在于，所述出线结构（60）包括：

连接部（61），所述连接部（61）上设有至少一个连接孔（612）；

密封部（62），与所述连接部（61）相连，所述密封部（62）形成有凹槽（621）；

其中，所述连接部（61）设有至少一个出线孔（611），所述导线（63）经所述凹槽（621）从所述出线孔（611）穿出，所述密封部（62）沿所述导线（63）的长度方向延伸，在所述凹槽（621）和所述出线孔（611）内填充热固性密封材料。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮电机，其特征在于，

所述壳主体（12）的侧壁上、所述轴承座（13）的侧壁上均设置有阶梯状的安装孔（80），所述出线结构（60）设于所述安装孔（80）内，且所述安装孔（80）的形状与所述出线结构（60）的外轮廓相匹配。

10.根据权利要求9所述的磁悬浮电机，其特征在于，

所述安装孔（80）包括第一阶梯结构（81）和第二阶梯结构（82），

所述出线结构（60）与所述拼接型壳体（10）的连接位置包括以下中的至少一种：

所述连接部（61）与所述第一阶梯结构（81）的接触位置、所述密封部（62）与所述第二阶梯结构（82）的接触位置。

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