CN215672769U - 一种采用磁悬浮外转子的轴流风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轴流风机领域，尤其涉及一种采用磁悬浮外转子的轴流风机。包括风机筒、电机轴、转子座、轴流风扇、电机定子、电机转子、磁轴承装置、进口导叶和出口导叶；转子座内部设置有转子座内孔，磁轴承装置包括径向磁轴承和轴向磁轴承；径向磁轴承包括相对设置的径向轴承定子和径向轴承转子，轴向磁轴承包括推力盘和位于其轴向两端的多个轴向轴承定子；轴流风扇固定设置在转子座外壁；进口导叶和出口导叶都固定在风机筒上，并且分别位于轴流风扇轴向的两端。该轴流风机在轴流风机内设置径向磁轴承和轴向磁轴承，提高轴流风机转速；进而减小转子座的体积和轴流风机中轴流风扇的叶片体积，降低设备的成本，减少安装时需要占用的空间。

Description

一种采用磁悬浮外转子的轴流风机

技术领域

本实用新型涉及轴流风机领域，尤其涉及一种采用磁悬浮外转子的轴流风机。

背景技术

轴流风机，用途非常广泛，就是与风叶的轴同方向的气流，如电风扇，空调外机风扇就是轴流方式运行风机，之所以称为轴流式，是因为气体平行于风机轴流动，轴流式风机通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合，轴流式风机固定位置并使空气移动，轴流风机主要由风机叶轮和机壳组成，结构简单但是数据要求非常高。普通型轴流风机可用于一般工厂、仓库、办公室、住宅内等场所的通风换气，也可用于冷风机(空气冷却器)、蒸发器、冷凝器等等。

中国实用新型专利申请（公开号CN212959277U，公开日：20210413）公开了一种节能型轴流风机，包括节能轴流风机壳以及节能轴流风机壳内安装的轴流风扇，所述节能轴流风机壳的端口处设置有网框和防护框架，所述网框内设有防尘网，所述节能轴流风机壳内壁上靠近所述网框的位置处一体成型有内延环，所述防护框架的外部一体成型有凸块，通过在节能轴流风机壳与内槽之间装设的网框，利用网框内的防尘网可对外部的杂尘进行有效隔离，防止其进入节能轴流风机壳内，同时通过节能轴流风机壳外壁上设有的内槽及在此处形成的把杆，以及节能轴流风机壳表面上分布的防滑纹，方便人员对风机正常进行提运或者捧运，保证了对节能型轴流风机高效稳定的利用操作。

现有技术存在以下不足：采用球轴承对电机轴进行径向支撑和轴向限位，由于球轴承转动时存在机械接触产生摩擦，从而造成电机轴的转速较低；而较低转速的电机轴与高转速电机轴相比转速低、体积大；同时，与高速转动的轴流风机相比，产生相同的压力和流量时低速转动的轴流风机也需要较大的叶片；进而导致整个轴流风机体积较大，增加了设备的成本和安装时需要占用的空间。

发明内容

本实用新型的目的是：针对上述问题，提出在轴流风机内设置径向磁轴承和轴向磁轴承，提高轴流风机转速；进而减小转子座的体积和轴流风机中轴流风扇的叶片体积，降低设备的成本，减少安装时需要占用的空间的一种采用磁悬浮外转子的轴流风机。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，该轴流风机包括风机筒、电机轴、转子座、轴流风扇、电机定子、电机转子、磁轴承装置、进口导叶和出口导叶；电机轴固定在风机筒上，转子座内部设置有转子座内孔，磁轴承装置包括径向磁轴承和轴向磁轴承；径向磁轴承包括相对设置的径向轴承定子和径向轴承转子，轴向磁轴承包括推力盘和位于其轴向两端的多个轴向轴承定子；电机定子、径向轴承定子和轴向轴承定子都固定套设在电机轴上，电机转子、径向轴承转子和推力盘都固定嵌设在转子座内孔；轴流风扇固定设置在转子座外壁；进口导叶和出口导叶都固定在风机筒上，并且分别位于轴流风扇轴向的两端。

作为优选，多个径向磁轴承分别位于电机定子两端，轴向磁轴承位于径向磁轴承外侧。

作为优选，电机定子、径向轴承定子和位于推力盘内侧的轴向轴承定子通过与电机轴外表面过盈配合固定在电机轴上，位于推力盘外侧的轴向轴承定子与电机轴外表面间隙配合并且通过锁紧螺母固定至电机轴上；电机转子、径向轴承转子通过与转子座内孔过盈配合固定在转子座上，推力盘与转子座内孔间隙配合并且通过螺钉固定至转子座上。

作为优选，轴向轴承定子包括轴向定子座和轴向绕组线圈；轴向定子座设置有轴向定子孔，轴向定子孔与电机轴外表面过盈配合；轴向绕组线圈固定在轴向定子座内，并且轴向绕组线圈位于靠近推力盘一侧。

作为优选，磁轴承装置还包括前保护轴承和后保护轴承，前保护轴承和后保护轴承的内圈分别过盈套设在电机轴两端；前保护轴承和后保护轴承的外圈都与转子座之间存在间隙，并且此间隙的距离分别小于电机定子与电机转子之间间隙距离、径向轴承定子与径向轴承转子之间间隙距离、推力盘内孔与电机轴表面之间间隙距离。

作为优选，风机筒的进风端设置有整流罩，整流罩位于进口导叶前端，用于改变气流的流动方向，降低风机的噪声。

作为优选，轴流风扇为二元流叶轮或三元流叶轮。

作为优选，电机轴设置有径向方向的多个径向导线孔和轴向方向的轴向导线孔，多个径向导线孔两端分别与电机轴外部和轴向导线孔相连通。

作为优选，电机轴还固定设置有多个径向传感器和多个径向被测体，多个径向传感器分别位于电机轴两端并且分别与多个径向被测体相对设置，径向传感器用于检测转子座径向位移。

作为优选，转子座上固定设置有轴向被测体，出口导叶上固定设置有轴向传感器；轴向传感器与轴向被测体相对设置，轴向传感器用于检测转子座的轴向位移。

本实用新型采用上述技术方案的一种采用磁悬浮外转子的轴流风机的优点是：

轴流风机在工作时：电机定子通电驱动电机转子进而带动转子座转动；径向轴承转子和推力盘随着转子座转动，径向轴承定子对径向轴承转子提供径向磁力支撑以对转子座进行径向限位，多个轴向轴承定子对推力盘提供轴向磁力支撑以对转子座进行轴向限位；转子座转动带动轴流风扇转动产生空气流动，空气从风机筒进风端通过进口导叶整流进入轴流风扇加速，加速后的空气通过出口导叶整流后排出。而此种方式中，轴流风机排风量巨大，可以给自身散热，无需冷却系统。同时，转子座转动时，其径向和轴向分别通过径向磁轴承和轴向磁轴承进行支撑限位；而径向磁轴承和轴向磁轴承由于利用磁力对转子座进行支撑限位没有机械接触，从而使得转子座能够拥有较高的转速；进而导致转子座和轴流风扇的叶片能够做的体积更小，从而降低了设备的成本，减少安装时需要占用的空间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2、图3为风机筒的结构示意图。

图4为电机轴的结构示意图。

图5为轴向轴承定子的结构示意图。

图6、图7为出口导叶的结构示意图。

图8、图9为电机转子的结构示意图。

L-空气流动方向、12-出线孔、13-硅钢片、14-磁钢。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

如图1-9所示的一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，该轴流风机包括风机筒1、电机轴2、转子座3、轴流风扇4、电机定子5、电机转子6、磁轴承装置7、进口导叶8和出口导叶9；电机轴2固定在风机筒1上，转子座3内部设置有转子座内孔，磁轴承装置7包括径向磁轴承71和轴向磁轴承72；径向磁轴承71包括相对设置的径向轴承定子73和径向轴承转子74，轴向磁轴承72包括推力盘75和位于其轴向两端的多个轴向轴承定子76；电机定子5、径向轴承定子73和轴向轴承定子76都固定套设在电机轴2上，电机转子6、径向轴承转子74和推力盘75都固定嵌设在转子座内孔；轴流风扇4固定设置在转子座3外壁；进口导叶8和出口导叶9都固定在风机筒1上，并且分别位于轴流风扇4轴向的两端。轴流风机在工作时：电机定子5通电驱动电机转子6进而带动转子座3转动；径向轴承转子74和推力盘75随着转子座3转动，径向轴承定子73对径向轴承转子74提供径向磁力支撑以对转子座3进行径向限位，多个轴向轴承定子76对推力盘75提供轴向磁力支撑以对转子座3进行轴向限位；转子座3转动带动轴流风扇4转动产生空气流动，空气从风机筒1进风端通过进口导叶8整流进入轴流风扇4加速，加速后的空气通过出口导叶9整流后排出。而此种方式中，轴流风机排风量巨大，可以给自身散热，无需冷却系统。同时，转子座3转动时，其径向和轴向分别通过径向磁轴承71和轴向磁轴承72进行支撑限位；而径向磁轴承71和轴向磁轴承72由于利用磁力对转子座3进行支撑限位没有机械接触，从而使得转子座3能够拥有较高的转速；进而导致转子座3和轴流风扇4的叶片能够做的体积更小，从而降低了设备的成本，减少安装时需要占用的空间。

多个径向磁轴承71分别位于电机定子5两端，轴向磁轴承72位于径向磁轴承71外侧。电机定子5、径向轴承定子73和位于推力盘75内侧的轴向轴承定子76通过与电机轴2外表面过盈配合固定在电机轴2上，位于推力盘75外侧的轴向轴承定子76与电机轴2外表面间隙配合并且通过锁紧螺母固定至电机轴2上；电机转子6、径向轴承转子74通过与转子座内孔过盈配合固定在转子座3上，推力盘75与转子座内孔间隙配合并且通过螺钉固定至转子座3上。

如图5所示，轴向轴承定子76包括轴向定子座761和轴向绕组线圈762；轴向定子座761设置有轴向定子孔763，轴向定子孔763与电机轴2外表面过盈配合；轴向绕组线圈762固定在轴向定子座761内，并且轴向绕组线圈762位于靠近推力盘75一侧从而利用自身磁场对推力盘75提供磁力对其进行限位。

如图1所示，磁轴承装置7还包括前保护轴承77和后保护轴承78，前保护轴承77和后保护轴承78的内圈分别过盈套设在电机轴2两端；前保护轴承77和后保护轴承78的外圈都与转子座3之间存在间隙，并且此间隙的距离分别小于电机定子5与电机转子6之间间隙距离、径向轴承定子73与径向轴承转子74之间间隙距离、推力盘75内孔与电机轴2表面之间间隙距离。当轴流风机未通电或者突然断电时，径向磁轴承71和轴向磁轴承72由于不通电不能为转子座3提供支撑；此时转子座3下落分别与前保护轴承77和后保护轴承78的外圈接触并且电机定子5与电机转子6不接触，径向轴承定子73与径向轴承转子74不接触，推力盘75内孔与电机轴2表面不接触；从而使得转子座3被前保护轴承77和后保护轴承78支撑，防止轴流风机断电时转子座3突然下落没有支撑受损及转子座3下落时电机定子5与电机转子6、径向轴承定子73与径向轴承转子74、推力盘75内孔与电机轴2相互碰撞碰而损坏。

风机筒1的进风端设置有整流罩11，整流罩11位于进口导叶8前端，用于改变气流的流动方向，降低风机的噪声。轴流风扇4为二元流叶轮或三元流叶轮。

如图4所示，电机轴2设置有径向方向的多个径向导线孔21和轴向方向的轴向导线孔22，多个径向导线孔21两端分别与电机轴2外部和轴向导线孔22相连通。电机定子5、径向磁轴承71和轴向磁轴承72等零件的线路穿过径向导线孔21汇集至轴向导线孔22后，从轴向导线孔22排出，有利于轴流风机的线路整理。

如图8、图9所示，电机轴2还固定设置有多个径向传感器23和多个径向被测体，多个径向传感器23分别位于电机轴2两端并且分别与多个径向被测体相对设置，径向传感器23用于检测转子座3径向位移并且径向磁轴承71依据径向传感器23的信号控制转子座3的径向位置。转子座3上固定设置有轴向被测体31，出口导叶9上固定设置有轴向传感器91；轴向传感器91与轴向被测体31相对设置，轴向传感器91用于检测转子座3的轴向位移并且轴向磁轴承72依据轴向传感器91的信号控制转子座3的轴向位置。

Claims (10)

1.一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，该轴流风机包括风机筒（1）、电机轴（2）、转子座（3）、轴流风扇（4）、电机定子（5）、电机转子（6）、磁轴承装置（7）、进口导叶（8）和出口导叶（9）；电机轴（2）固定在风机筒（1）上，转子座（3）内部设置有转子座内孔，磁轴承装置（7）包括径向磁轴承（71）和轴向磁轴承（72）；径向磁轴承（71）包括相对设置的径向轴承定子（73）和径向轴承转子（74），轴向磁轴承（72）包括推力盘（75）和位于其轴向两端的多个轴向轴承定子（76）；电机定子（5）、径向轴承定子（73）和轴向轴承定子（76）都固定套设在电机轴（2）上，电机转子（6）、径向轴承转子（74）和推力盘（75）都固定嵌设在转子座内孔；轴流风扇（4）固定设置在转子座（3）外壁；进口导叶（8）和出口导叶（9）都固定在风机筒（1）上，并且分别位于轴流风扇（4）轴向的两端。

2.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，多个径向磁轴承（71）分别位于电机定子（5）两端，轴向磁轴承（72）位于径向磁轴承（71）外侧。

3.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，电机定子（5）、径向轴承定子（73）和位于推力盘（75）内侧的轴向轴承定子（76）通过与电机轴（2）外表面过盈配合固定在电机轴（2）上，位于推力盘（75）外侧的轴向轴承定子（76）与电机轴（2）外表面间隙配合并且通过锁紧螺母固定至电机轴（2）上；电机转子（6）、径向轴承转子（74）通过与转子座内孔过盈配合固定在转子座（3）上，推力盘（75）与转子座内孔间隙配合并且通过螺钉固定至转子座（3）上。

4.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，轴向轴承定子（76）包括轴向定子座（761）和轴向绕组线圈（762）；轴向定子座（761）设置有轴向定子孔（763），轴向定子孔（763）与电机轴（2）外表面过盈配合；轴向绕组线圈（762）固定在轴向定子座（761）内，并且轴向绕组线圈（762）位于靠近推力盘（75）一侧。

5.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，磁轴承装置（7）还包括前保护轴承（77）和后保护轴承（78），前保护轴承（77）和后保护轴承（78）的内圈分别过盈套设在电机轴（2）两端；前保护轴承（77）和后保护轴承（78）的外圈都与转子座（3）之间存在间隙，并且此间隙的距离分别小于电机定子（5）与电机转子（6）之间间隙距离、径向轴承定子（73）与径向轴承转子（74）之间间隙距离、推力盘（75）内孔与电机轴（2）表面之间间隙距离。

6.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，风机筒（1）的进风端设置有整流罩（11），整流罩（11）位于进口导叶（8）前端，用于改变气流的流动方向，降低风机的噪声。

7.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，轴流风扇（4）为二元流叶轮或三元流叶轮。

8.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，电机轴（2）设置有径向方向的多个径向导线孔（21）和轴向方向的轴向导线孔（22），多个径向导线孔（21）两端分别与电机轴（2）外部和轴向导线孔（22）相连通。

9.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，电机轴（2）还固定设置有多个径向传感器（23）和多个径向被测体，多个径向传感器（23）分别位于电机轴（2）两端并且分别与多个径向被测体相对设置，径向传感器（23）用于检测转子座（3）径向位移。

10.根据权利要求1所述一种采用磁悬浮外转子的轴流风机，其特征在于，转子座（3）上固定设置有轴向被测体（31），出口导叶（9）上固定设置有轴向传感器（91）；轴向传感器（91）与轴向被测体（31）相对设置，轴向传感器（91）用于检测转子座（3）的轴向位移。

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