CN211958947U - 一种新型磁悬浮电机的冷却*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型磁悬浮电机的冷却***，包括密闭的外壳，外壳内同轴设置有转子，所述转子的一侧设置有用于将外壳内部空气抽出的风冷装置，转子与外壳之间设置有定子，定子与外壳之间设置有水冷装置，本实用新型采用上述技术方案，利用水优异的导热能力，采用水冷的方式对电机定子和径向磁轴承进行散热，并且采用独立的风冷***，可以及时有效的对高速磁悬浮电机进行散热，既增强了电机的散热能力，又保证力电机的温度保持在正常范围内，有效提高了电机的使用寿命，降低了电机内零件的磨损和老化问题，减少了电机的故障率，能够大大减少使用成本。
Description
技术领域
本实用新型属于高速磁悬浮电机技术领域，特别是涉及一种新型磁悬浮电机的冷却***。
背景技术
现阶段磁悬浮电机已经广泛应用于工业生产中，磁悬浮电机是一种新型技术，具体应用于磁悬浮鼓风机、磁悬浮压缩机等诸多领域，普通的磁悬浮电机的工作转速在30000rpm-60000rpm，高速的磁悬浮电机的工作转速能达到80000rpm以上，由于高速磁悬浮电机的超高转速，导致磁悬浮电机在工作时会产生极多热量，磁悬浮电机的磁轴承、传感器、电机转子在过高的温度下可靠性都会降低，而传统的磁悬浮发电机在运作时存在机身温度过高，不能支持磁悬浮发电机连续不间断的工作，直接影响到正常的生产需求，因此磁悬浮电机的电机散热是磁悬浮电机的一个重要问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种新型磁悬浮电机的散热***，散热***具有结构设置合理、冷却效率高的优点。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
一种新型磁悬浮电机的冷却***，包括密闭的外壳，外壳内同轴设置有转子，所述转子的一侧设置有用于将外壳内部空气抽出的风冷装置，转子与外壳之间设置有定子，定子与外壳之间设置有水冷装置。
以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：
进一步优化：水冷装置包括设置在定子与外壳之间的水冷管道，所述水冷管道设置在定子的外部并与外壳之间密封连接。
进一步优化：水冷管道的外圆周上设置有用于增大散热面积的螺旋形散热片，水冷管道的管壁内设置有冷却流道，所述冷却流道在水冷管道的管壁内沿螺旋形散热片呈螺旋状设置。
进一步优化：转子的左侧设置有左磁轴承座和左径向磁轴承，转子的其中一端通过左磁轴承座和左径向磁轴承与外壳转动连接；转子的右侧设置有右磁轴承座和右径向磁轴承，转子的另一端通过右磁轴承座和右径向磁轴承与外壳转动连接。
进一步优化：左磁轴承座上开设有与水冷管道内的冷却流道连通的左磁轴承座冷却流道；右磁轴承座内开设有与水冷管道内的冷却流道连通的右磁轴承冷却流道，外壳上与定子相对应的位置开设有与水冷管道内的冷却流道连通的出水口，所述出水口与左磁轴承座冷却流道上的左侧进水口之间的间距和出水口与右磁轴承冷却流道上的右侧进水口之间的间距相同。
在工作时，水从左侧进水口和右侧进水口分别进入到左磁轴承座冷却流道和右磁轴承冷却流道内，然后分别进入到水冷管道内的冷却流道内，通过螺旋形散热片加大散热面积，最后通过出水口排出。
这样设计，水在进入到左磁轴承座冷却流道和右磁轴承冷却流道内时，可以对左径向磁轴承和右径向磁轴承进行冷却，水进入到水冷管道内的冷却流道时，可以对定子进行冷却，当水从冷却流道进入后，由于螺旋形散热片的设置，冷却水沿着轴向方向在冷却流道内螺旋式的一圈圈前进从而使水冷装置的效果更加明显。
左侧的冷却水从左侧进水口进入后，进入到左磁轴承冷却流道内，带走左径向磁轴承工作时产生的热量，然后进入冷却流道内，冷却水在冷却流道内螺旋式前进，冷却电机定子的温度，从出水口流出；右侧的冷却水从右侧进水口进入后，进入右磁轴承冷却流道内，冷却右径向磁轴承的温度，然后进入冷却流道内，从出水口流出，流出后冷却水经过散热器降温后，又经过两个进水口进入电机，从而组成一个完整的散热循环。
常见的水冷装置拥有单个进水口，单个出水口，水的流动方向为单方向循环，水在流到接近出水口的位置时，水温过高，导致该区域零件达不到理想的冷却效果，该水冷装置设计为两端进水，中间排水的结构，相比较常见的水冷装置，该水冷装置的冷却效果更好。
进一步优化：风冷装置包括设置在转子上的叶轮，所述叶轮上靠近右磁轴承座的一侧设置有若干个用于带动空气流动的叶轮背部叶片，所述若干个所述叶轮背部叶片在叶轮的周向方向上均匀间隔分布。
进一步优化：右磁轴承座内在靠近转子的一侧还设置有与外壳内腔连通的右磁轴承座冷却流道，用于外壳内部的空气通过。
叶轮背部的叶片旋转，使叶轮背部形成负压，速度传感器右侧的叶片带动气流流出，电机定子空间的过热空气依次通过右磁轴承座、轴向磁轴承座、轴向辅助轴承座的通道，最后达到叶轮背部流出，从而降低电机温度的作用。
进一步优化：外壳内靠近叶轮的一端设置有轴向磁轴承座，轴向磁轴承座呈环形固定设置在外壳靠近叶轮的一端端部。
进一步优化：转子上靠近叶轮的一端与轴向磁轴承座之间通过并排设置的两组轴向磁轴承转动连接；轴向磁轴承座在转子的一侧设置有轴向辅助轴承座，轴向辅助轴承座与转子之间设置有轴向辅助磁轴承，靠近叶轮的一端的一组轴向磁轴承与转子之间还通过轴向辅助轴承座和轴向磁轴承转动连接。
进一步优化：轴向磁轴承座内在靠近转子的一侧设置有用于通过空气的轴向磁轴承座冷却流道，轴向磁轴承座冷却流道与右磁轴承座冷却流道相连通；所述轴向辅助轴承座内在靠近转子的一侧设置有用于通过空气的轴向辅助轴承座冷却流道，轴向辅助轴承座冷却流道的一端与轴向磁轴承座冷却流道相连通，另一端与外壳的外部相通。
在工作中，叶轮通过转子的带动进行转动，此时叶轮上设置的叶片也开始转动，在叶片的转动下，叶轮靠近转子一侧的空气流动速度加快，气压降低，将外壳内部的热空气吸出。
同时定子和转子所产生的热空气会存在外壳的内部，热空气通过右磁轴承座冷却流道，同时将右径向磁轴承产生的热空气向外排出，然后热空气进入到轴向磁轴承座冷却流道，又把轴向磁轴承所产生的热空气排出，然后通过轴向磁轴承座冷却流道流入到轴向辅助轴承座冷却流道排出到外壳外。
这样设计，叶片带动空气向外侧流动，此时叶轮背部的空气流动速度快，气压降低，将电机内部的过热空气吸出，从而达到冷却的目的，同时速度传感器叶片带动外壳内的空气向外侧流动，与叶片配合，使排气的速度更快。
本实用新型采用上述技术方案，利用水优异的导热能力，采用水冷的方式对电机定子和径向磁轴承进行散热，并且采用独立的风冷***，可以及时有效的对高速磁悬浮电机进行散热，既增强了电机的散热能力，又保证力电机的温度保持在正常范围内，有效提高了电机的使用寿命，降低了电机内零件的磨损和老化问题，减少了电机的故障率，能够大大减少使用成本。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的磁悬浮电机整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例中磁悬浮电机的叶轮示意图；
图3为本实用新型实施例中磁悬浮电机的速度传感器示意图；
图4为本实用新型实施例中磁悬浮电机的冷却流道示意图。
图中：1-左侧进水口；2-左磁轴承座；3-左磁轴承座冷却流道；4-左径向磁轴承；5-外壳；6-水冷管道；61-螺旋形散热片；7-定子；71-外壳内腔；8-转子；9-右磁轴承座；91-右磁轴承座冷却流道；10-右侧进水口；11-右径向磁轴承；12-右磁轴承冷却流道；13-轴向磁轴承座；131-轴向磁轴承座冷却流道；14-轴向磁轴承；15-轴向辅助轴承座；151-轴向辅助轴承座冷却流道；16-速度传感器转子；161-速度传感器叶片；17-叶轮；171-叶轮背部叶片；18-出水口；19-轴向辅助磁轴承。
具体实施方式
实施例：请参阅图1-图4，一种新型磁悬浮电机的冷却***，包括密闭的外壳5，外壳5内同轴设置有转子8，转子8的一侧设置有用于将外壳5内部空气抽出的风冷装置，转子8与外壳5之间设置有定子7，定子7与外壳5之间设置有水冷装置。
转子8的其中一端通过左磁轴承座2和左径向磁轴承4与外壳5转动连接；另一端通过右磁轴承座9和右径向磁轴承11与外壳5转动连接。
所述水冷装置包括设置在定子7与外壳5之间的水冷管道6，所述水冷管道6套装在定子7的外部并与外壳5之间密封连接。
所述水冷管道6的外圆周上设置有用于增大散热面积的螺旋形散热片61，水冷管道6的管壁内设置有冷却流道，所述冷却流道在水冷管道6的管壁内沿螺旋形散热片61呈螺旋状设置。
左磁轴承座2上开设有与水冷管道6内的冷却流道连通的左磁轴承座冷却流道3，外壳5上与左磁轴承座冷却流道3相应的位置设置有与左磁轴承座冷却流道3连通的左侧进水口1。
右磁轴承座9内开设有与水冷管道6内的冷却流道连通的右磁轴承冷却流道12，外壳5上与右磁轴承冷却流道12相应的位置设置有与右磁轴承冷却流道12连通的右侧进水口10。
外壳5上与定子7相对应的位置开设有与水冷管道6内的冷却流道连通的出水口18。
在工作时，水从左侧进水口1和右侧进水口10分别进入到左磁轴承座冷却流道3和右磁轴承冷却流道12内，然后分别进入到水冷管道6内的冷却流道内，通过螺旋形散热片61加大散热面积，最后通过出水口18排出。
这样设计，水在进入到左磁轴承座冷却流道3和右磁轴承冷却流道12内时，可以对左径向磁轴承4和右径向磁轴承11进行冷却，水进入到水冷管道6内的冷却流道时，可以对定子7进行冷却，当水从冷却流道进入后，由于螺旋形散热片的设置，冷却水沿着轴向方向在冷却流道内螺旋式的一圈圈前进从而使水冷装置的效果更加明显。
常见的水冷装置拥有单个进水口，单个出水口，水的流动方向为单方向循环，水在流到接近出水口的位置时，水温过高，导致该区域零件达不到理想的冷却效果，该水冷装置设计为两端进水，中间排水的结构，相比较常见的水冷装置，该水冷装置的冷却效果更好。
风冷装置包括设置在转子8上的叶轮17，叶轮17通过键连接与转子8配合。
所述叶轮17上靠近转子8的一侧设置有若干个用于带动空气流动的叶轮背部叶片171，所述若干个叶轮背部叶片171呈环形间隔一定距离均匀布设在叶轮17上。
转子8上靠近叶轮17的一侧安装有速度传感转子16，所述速度传感转子16在靠近叶轮17的一侧安装有若干个速度传感器叶片161，若干个速度传感器叶片161呈环形均匀布设在速度传感转子16上，速度传感器叶片161用于带动外壳5内部的空气向外侧流动。
所述右磁轴承座9内在靠近转子8的一侧还设置有与外壳内腔71连通的右磁轴承座冷却流道91，用于外壳5内部的空气通过。
所述外壳5内靠近叶轮17的一端设置有轴向磁轴承座13，轴向磁轴承座13呈环形固定设置在右磁轴承座9上远离外壳5的一端端部。
转子8上靠近叶轮17的一端与轴向磁轴承座13之间通过并排设置的两组轴向磁轴承14转动连接。
所述轴向磁轴承座13在靠近转子8的一侧设置有轴向辅助轴承座15，轴向辅助轴承座15呈环形固定设置在轴向磁轴承座13上。
所述轴向辅助轴承座15与转子8之间设置有轴向辅助磁轴承19，轴向辅助磁轴承19设置在轴向辅助轴承座15上。
靠近叶轮17的一端的一组轴向磁轴承14与转子8之间还通过轴向辅助轴承座15和轴向辅助磁轴承19转动连接。
所述轴向磁轴承座13内在靠近转子8的一侧设置有用于通过空气的轴向磁轴承座冷却流道131，轴向磁轴承座冷却流道131与右磁轴承座冷却流道91相连通。
所述轴向辅助轴承座15内在靠近转子8的一侧设置有用于通过空气的轴向辅助轴承座冷却流道151，轴向辅助轴承座冷却流道151的一端与轴向磁轴承座冷却流道131相连通，另一端与外壳5的外部相通。
在工作中，叶轮17通过转子8的带动进行转动，此时叶轮17上设置的叶片171也开始转动，在叶片171的转动下，叶轮17靠近转子8一侧的空气流动速度加快，气压降低，将外壳5内部的热空气吸出。
同时定子7和转子8所产生的热空气会存在外壳5的内部，热空气通过右磁轴承座冷却流道91，同时将右径向磁轴承11产生的热空气向外排出，然后热空气进入到轴向磁轴承座冷却流道131，又把轴向磁轴承14所产生的热空气排出，然后通过轴向磁轴承座冷却流道131流入到轴向辅助轴承座冷却流道151排出到外壳5外。
这样设计，叶片171带动空气向外侧流动，此时叶轮17背部的空气流动速度快，气压降低，将电机内部的过热空气吸出，从而达到冷却的目的，同时速度传感器叶片161带动外壳5内的空气向外侧流动，与叶片171配合，使排气的速度更快。
本实用新型利用水优异的导热能力，采用水冷的方式对电机定子和径向磁轴承进行散热，并且采用独立的风冷***，可以及时有效的对高速磁悬浮电机进行散热，既增强了电机的散热能力，又保证力电机的温度保持在正常范围内，有效提高了电机的使用寿命，降低了电机内零件的磨损和老化问题，减少了电机的故障率，能够大大减少使用成本。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型磁悬浮电机的冷却***，包括密闭的外壳(5)，外壳(5)内同轴设置有转子(8)，其特征在于：所述转子(8)的一侧设置有用于将外壳(5)内部空气抽出的风冷装置，转子(8)与外壳(5)之间设置有定子(7)，定子(7)与外壳(5)之间设置有水冷装置。
2.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：所述水冷装置包括设置在定子(7)与外壳(5)之间的水冷管道(6)，所述水冷管道(6)设置在定子(7)的外部并与外壳(5)之间密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：所述水冷管道(6)的外圆周上设置有用于增大散热面积的螺旋形散热片(61)，水冷管道(6)的管壁内设置有冷却流道，所述冷却流道在水冷管道(6)的管壁内沿螺旋形散热片(61)呈螺旋状设置。
4.根据权利要求3所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：所述转子(8)的左侧设置有左磁轴承座(2)和左径向磁轴承(4)，转子(8)的其中一端通过左磁轴承座(2)和左径向磁轴承(4)与外壳(5)转动连接；转子(8)的右侧设置有右磁轴承座(9)和右径向磁轴承(11)，转子(8)的另一端通过右磁轴承座(9)和右径向磁轴承(11)与外壳(5)转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：左磁轴承座(2)上开设有与水冷管道(6)内的冷却流道连通的左磁轴承座冷却流道(3)；右磁轴承座(9)内开设有与水冷管道(6)内的冷却流道连通的右磁轴承冷却流道(12)，外壳(5)上与定子(7)相对应的位置开设有与水冷管道(6)内的冷却流道连通的出水口(18)，所述出水口(18)与左磁轴承座冷却流道(3)上的左侧进水口(1)之间的间距和出水口(18)与右磁轴承冷却流道(12)上的右侧进水口(10)之间的间距相同。
6.根据权利要求5所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：风冷装置包括设置在转子(8)上的叶轮(17)，所述叶轮(17)上靠近右磁轴承座(9)的一侧设置有若干个用于带动空气流动的叶轮背部叶片(171)，若干个所述叶轮背部叶片(171)在叶轮(17)的周向方向上均匀间隔分布。
7.根据权利要求6所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：所述右磁轴承座(9)内在靠近转子(8)的一侧还设置有与外壳内腔(71)连通的右磁轴承座冷却流道(91)，用于外壳(5)内部的空气通过。
8.根据权利要求7所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：所述外壳(5)内靠近叶轮(17)的一端设置有轴向磁轴承座(13)，轴向磁轴承座(13)呈环形固定设置在外壳(5)靠近叶轮(17)的一端端部。
9.根据权利要求8所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：转子(8)上靠近叶轮(17)的一端与轴向磁轴承座(13)之间通过并排设置的两组轴向磁轴承(14)转动连接；轴向磁轴承座(13)在转子(8)的一侧设置有轴向辅助轴承座(15)，轴向辅助轴承座(15)与转子(8)之间设置有轴向辅助磁轴承(19)，靠近叶轮(17)的一端的一组轴向磁轴承(14)与转子(8)之间还通过轴向辅助轴承座(15)和轴向磁轴承(14)转动连接。
10.根据权利要求9所述的一种新型磁悬浮电机的冷却***，其特征在于：所述轴向磁轴承座(13)内在靠近转子(8)的一侧设置有用于通过空气的轴向磁轴承座冷却流道(131)，轴向磁轴承座冷却流道(131)与右磁轴承座冷却流道(91)相连通；所述轴向辅助轴承座(15)内在靠近转子(8)的一侧设置有用于通过空气的轴向辅助轴承座冷却流道(151)，轴向辅助轴承座冷却流道(151)的一端与轴向磁轴承座冷却流道(131)相连通，另一端与外壳(5)的外部相通。
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| CN202021830314.1U CN211958947U (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 一种新型磁悬浮电机的冷却*** |
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|---|---|---|---|---|
| WO2023010697A1 (zh) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 鑫磊压缩机股份有限公司 | 一种兼容水冷和风冷***的磁悬浮电机外壳和电机 |
| CN116014953A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-04-25 | 江苏明磁动力科技有限公司 | 一种含有密封结构的磁悬浮电机 |
| CN116526753A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-08-01 | 山东华东风机有限公司 | 一种具有复合散热方式的磁悬浮电机及磁悬浮鼓风机 |
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