CN218335566U - 一种风水冷磁悬浮电机及具有其的风机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及磁悬浮电机领域，具体涉及一种风水冷磁悬浮电机及具有其的风机。本实用新型所提供的风水冷磁悬浮电机，通过在转轴上设置叶轮，在机壳圆周方向分布风道和水道，风道与机壳内部连通用于实现机壳内部定子两侧及气隙间的空气循环，水道与外部的冷却液循环系统连通用于冷却定子和风道内的空气。转子组件通过磁作用力悬浮在定子内，电机极限转速比机械轴承的电机高，同时不需要轴承润滑，噪音低，使用寿命久；同时设置风冷和水冷的冷却方式，采用水冷循环系统在给定子降温的同时，还能够对风循环进行降温，在机壳内部即可完成风循环降温，不与外界有空气交换，能够很好的解决一些特殊工况下的电机风冷问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁悬浮电机领域，具体涉及一种风水冷磁悬浮电机及具有其的风机。
背景技术
磁悬浮电机是一种靠电磁力将电机转子悬浮起来旋转的永磁电机，采用非接触式的磁悬浮轴承，无摩擦损耗，电机效率高、寿命长，同时可以将电机做到更高速、更大功率。
磁悬浮电机做到高速大功率时，电机定转子发热严重，散热会成为一个很关键的问题。对于大功率电机，一般采用水冷的方式给电机定子散热，采用鼓风的方式给电机转子散热，但对于一些特殊的工业场所，空气杂质含量较高、温度也较高，外部空气流入电机内部对电机损伤极大，对空气座过滤处理成本也很高，所以在特殊的工业场所给电机转子鼓风冷却是一个很困难的问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种新的风水冷磁悬浮电机，同时采用风冷和水冷散热，通过在电机内部设置叶轮和风道，在电机内部形成冷却风的内循环，不与外部空气交换，能够有效的防止外部空气杂质进入电机对电机造成损伤，适用于空气杂质较多的特殊工业场所。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述技术目的：
本实用新型提供一种风水冷磁悬浮电机，包括机壳、定子、转子组件，所述定子安装在机壳上，所述转子组件穿过定子且可与定子之间形成气隙，所述转子组件包括转轴以及安装在转轴上的径向磁轴承转子铁芯、转子、推力盘和叶轮，所述径向磁轴承转子铁芯用于控制转子的径向自由度，所述推力盘用于控制转子的轴向自由度，所述叶轮位于定子轴向一侧；
所述机壳圆周方向分布有风道和水道，所述风道与机壳内部连通用于实现机壳内部定子两侧及气隙间的空气循环，所述水道与外部的冷却液循环系统连通用于冷却定子和风道内的空气。
作为一种优选的实施方式，所述风道为轴向结构设置或螺旋形结构设置。
作为一种优选的实施方式，所述风道与机壳交错设置或设置在机壳内侧或设置在机壳外侧或设置在机壳内部。
作为一种优选的实施方式，所述水道为轴向或螺旋形结构设置。
作为一种优选的实施方式，当风道、水道均为轴向设置时，所述风道与所述水道在机壳圆周方向交错分布。
作为一种优选的实施方式，所述风道的截面积不小于所述定子与所述转子之间气隙的截面积。
作为一种优选的实施方式，所述径向磁轴承转子铁芯包括第一径向磁轴承铁芯和第二径向磁轴承铁芯，所述机壳上设置有与其配合的第一径向磁轴承和第二径向磁轴承用于控制转子的径向自由度。
作为一种优选的实施方式，所述转子和叶轮位于第一径向磁轴承铁芯和第二径向磁轴承铁芯之间。
作为一种优选的实施方式，所述机壳上还设置有与推力盘配合的轴向磁轴承，所述轴向磁轴承包括第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承，所述推力盘位于第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承之间并与其隔开形成气隙控制转子的轴向自由度。
本实用新型还提供一种风机，所述风机包括上述的风水冷磁悬浮电机。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
本实用新型所提供的风水冷磁悬浮电机，转子组件通过磁作用力悬浮在定子内，电机极限转速比机械轴承的电机高，同时不需要轴承润滑，噪音低，使用寿命久；同时设置风冷和水冷的冷却方式，采用水冷循环系统在给定子降温的同时，还能够对风循环进行降温，在机壳内部即可完成风循环降温，不与外界有空气交换，能够很好的解决一些特殊工况下的电机风冷问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种风水冷磁悬浮电机的工作原理示意图；
图2-6为风水冷磁悬浮电机机壳的不同实施方式的结构示意图；
图中1机壳、2定子、3转轴、4径向磁轴承转子铁芯、5转子、6推力盘、7叶轮、8水道、9风道、10径向磁轴承、11轴向磁轴承。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
图1为本实用新型实施例提供的一种风水冷磁悬浮电机的工作原理示意图；图2为风道和水道均为轴向结构，端面O型密封圈密封的机壳的结构示意图；图3为风道和水道均为轴向结构，端面焊接的机壳的结构示意图；图4为水道为螺旋形结构，风道为轴向结构设置于机壳内侧的结构示意图；图5为水道为螺旋形结构，风道为轴向结构设置于机壳外侧的结构示意图；图6为风道为螺旋形结构，水道为轴向结构设置于机壳外侧的结构示意图。
一种风水冷磁悬浮电机，至少包括机壳1、定子2、转子组件，定子2安装在机壳1上，转子组件穿过定子内孔，设置在定子内并于定子隔开形成气隙。转子组件至少包括转轴3以及安装在转轴3上的径向磁轴承转子铁芯4、转子5、推力盘6和叶轮7，径向磁轴承转子铁芯4用于控制转子5的径向自由度，推力盘6用于控制转子5的轴向自由度，叶轮7位于定子2轴向一侧。
机壳1圆周方向分布有水道8和风道9，风道9与机壳1内部连通用于实现机壳1内部定子两侧及气隙间的空气循环，从而对转子组件和定子散热，水道8与外部的冷却液循环系统连通用于冷却定子2和风道9内的空气。
工作时，转子组件通过磁作用力悬浮在定子2内并与定子之间形成气隙，径向磁轴承转子铁芯4和推力盘6保证转子5运动时径向和轴向的自由度，水道8包括水道入口和水道出口，水道入口和出口分别与外部的冷却器和水泵连接，冷却液从水泵流出，自水道入口流经水道后再经过冷却器回到水泵形成水冷循环，设置再定子2轴向一侧的叶轮，随着转轴旋转，带动空气从叶轮7流经定子2与转子组件之间的气隙再到定子轴向的另一侧，再流经风道9回至叶轮，在电机内形成冷却内循环，空气流经风道时可被水道8内的冷却液冷却。
该风水冷磁悬浮电机，转子旋转时处于悬浮状态，电机极限转速比机械轴承的电机高，同时无接触式的摩擦，不需要轴承润滑，噪音低，使用寿命久，在电机内部循环风冷，并采用水循环进行冷却内部的风循环空气，不与外界有空气交换，能够很好的解决一些特殊工况下电机风冷问题。
示例性的，风道9可以为轴向结构设置(参见图2-5)，也可以为螺旋形结构设置(参见图6)。水道8可以为轴向设置(参见图2-3)，也可以为螺旋形结构设置。当风道9和水道8均为轴向设置时，风道9和水道8在机壳圆周方向交错分布，且风道的截面积不小于定子2与转子5之间气隙的截面积，此种结构设置一方面不用增加机壳的厚度，保证了轻量化及刚性，另一方面冷却效果好。可以理解的是，机壳1的端面可以采用O型圈密封，也可以采用焊接密封的方式处理。
示例性的，风道9可以设置在机壳内侧(参见如图2-4)，也可以设置在机壳外侧(参见图5)，也可以设置在机壳内部(参见图6)，当其轴向设置在机壳内侧时，其可以与机壳1交错设置。
可以理解的是，如图1所示，径向磁轴承转子铁芯4包括第一径向磁轴承铁芯和第二径向磁轴承铁芯，机壳1上设置有与其配合的第一径向磁轴承和第二径向磁轴承，径向磁轴承转子铁芯4与径向磁轴承10靠电磁力互相吸引，用于控制转子组件的径向自由度。机壳1上设置有与推力盘6配合的轴向磁轴承11，轴向磁轴承11包括第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承，推力盘6位于第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承之间，并与其形成气隙控制转子5的轴向自由度。
示例性的，转子5和叶轮7位于第一径向磁轴承铁芯和第二径向磁轴承铁芯之间。
可以理解的是，径向磁轴承10和轴向磁轴承11均通过轴承座安装在机壳1上，在此不做详细描述。
本实用新型还提供一种风机，该风机包含上述的风水冷磁悬浮电机。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种风水冷磁悬浮电机，其特征在于，包括机壳、定子、转子组件，
所述定子安装在机壳上，所述转子组件穿过定子且可与定子之间形成气隙，所述转子组件包括转轴以及安装在转轴上的径向磁轴承转子铁芯、转子、推力盘和叶轮，所述径向磁轴承转子铁芯用于控制转子的径向自由度，所述推力盘用于控制转子的轴向自由度，所述叶轮位于定子轴向一侧；
所述机壳圆周方向分布有风道和水道，所述风道与机壳内部连通用于实现机壳内部定子两侧及气隙间的空气循环，所述水道与外部的冷却液循环系统连通用于冷却定子和风道内的空气。
2.根据权利要求1所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述风道为轴向结构设置或螺旋形结构设置。
3.根据权利要求1所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述风道与机壳交错设置或设置在机壳内侧或设置在机壳外侧或设置在机壳内部。
4.根据权利要求2所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述水道为轴向或螺旋形结构设置。
5.根据权利要求4所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，当风道、水道均为轴向设置时，所述风道与所述水道在机壳圆周方向交错分布。
6.根据权利要求1所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述风道的截面积不小于所述定子与所述转子之间气隙的截面积。
7.根据权利要求1所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述径向磁轴承转子铁芯包括第一径向磁轴承铁芯和第二径向磁轴承铁芯，所述机壳上设置有与其配合的第一径向磁轴承和第二径向磁轴承用于控制转子的径向自由度。
8.根据权利要求7所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述转子和叶轮位于第一径向磁轴承铁芯和第二径向磁轴承铁芯之间。
9.根据权利要求1所述的风水冷磁悬浮电机，其特征在于，所述机壳上还设置有与推力盘配合的轴向磁轴承，所述轴向磁轴承包括第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承，所述推力盘位于第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承之间并与其隔开形成气隙控制转子的轴向自由度。
10.一种风机，其特征在于，所述风机包括权利要求1～9任一项所述的风水冷磁悬浮电机。
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| CN202222175002.7U CN218335566U (zh) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | 一种风水冷磁悬浮电机及具有其的风机 |
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|---|---|---|---|---|
| CN116505701A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-07-28 | 北京格瑞拓动力设备有限公司 | 水冷复合内循环风冷的磁悬浮电机及其智能监测系统 |
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| CN116505701A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-07-28 | 北京格瑞拓动力设备有限公司 | 水冷复合内循环风冷的磁悬浮电机及其智能监测系统 |
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