[发明专利]直联离心压缩机用悬臂式电机转子及直联式离心压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及用于空调领域的压缩机，尤其涉及一种具有直联式转轴的高转速(6000转/分以上转速)离心压缩机及其电机转子。

背景技术

现有空调领域的离心压缩机，通常采用定频交流电机或变频交流电机，通过增速齿轮将转速提高到设计转速，带动叶轮旋转对来流气体做功，从而提高气体压力。这种常规的压缩机结构存在以下不足：(1)由于带有中间齿轮增速箱，增加了压缩机的机械损失，从而增大压缩机功耗，影响机组性能；(2)齿轮箱的存在大大增大压缩机的外形结构，使得箱体显得庞大、笨重，成本也随之增加；(3)由于离心压缩机的转速很高，齿轮增速过程噪音非常大，因此常规离心机的噪音普遍为93分贝左右，使得其在工程应用中需要额外增加隔音措施，导致工程成本增加。

另外，也有将压缩机叶轮与电机轴直接连接的直联式离心压缩机，这种形式的压缩机，由于压缩机叶轮与电机共用一根转轴，两者的振动在转轴上叠加，导致压缩机的振动增大，在高转速下，振动的增大尤为明显。另外由于省去了增速齿轮，原有的增速齿轮产生的抵抗轴向力的作用也消失了，叶轮产生的轴向力难以得到平衡，这又进一步加剧了压缩机的振动。为了抑制直联式离心压缩机在高转速下的振动，现有的手段通常是对其转子的定位装置进行改进，如采用磁悬浮轴承和轴向推力轴承等，但转子是压缩机中的主要运动部件，对压缩机的振动性能起到关键作用，仅靠改进其定位装置，而不对转子的主要结构尺寸进行优化，所获得的振动性能的改进非常有限。

发明内容

本发明的一个目的在于提高压缩机的能效，减小其外形尺寸，降低其重量和噪音。

本发明的另一个目的在于通过压缩机转子的结构优化，降低压缩机在高转速运行工况的振动。

为了实现本发明的上述目的，所采用的技术方案是：一种直联离心压缩机用悬臂式电机转子，所述转子沿轴向顺次的形成有叶轮安装部、前轴承安装部、转子铁芯安装部、后轴承安装部，转子铁芯安装于转子铁芯安装部上，其特征在于：位于叶轮安装部一端的转子的悬臂长为L1，转子的总长度为L，其中L1/L的比值范围为0.15～0.35。

作为上述技术方案的优选实施例，所述转子在叶轮安装部与前轴承安装部之间还设置有转子辅推力盘，在前轴承安装部与转子铁芯安装部之间还设置有转子主推力盘，电机前轴承安装在位于辅推力盘与主推力盘之间的前轴承安装部处，设置为双径向-双轴向推力轴承结构。

作为上述技术方案的优选实施例，所述双径向-双轴向推力轴承为动压滑动轴承。

作为上述技术方案的优选实施例，所述后轴承设置为双径向-轴向推力轴承结构，从而形成压缩机转子的轴向双推轴承结构。

作为上述技术方案的优选实施例，转子前、后轴承的支撑中心距为L4，其中L1/L4的比值范围为0.3～0.4。

作为上述技术方案的优选实施例，转子铁芯的外径为D，转子铁芯的长度为L3，转子铁芯的外径与转子铁芯轴向长度的比值D/L3的范围为0.25～0.35。

作为上述技术方案的优选实施例，其中L3/L的比值范围为0.35～0.55。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，辅推力盘外径为d1，其中d1/d2的比值范围为1.6～1.9。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部宽度为L2，其中前轴承的宽径比L2/D2的比值范围为1.5～1.8。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，主推力盘外径为d3，其中d3/d2的比值范围为1.8～2.5。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，辅推力盘外径为d1，其中d1/d2的比值范围为0.9～1.1。

作为上述技术方案的优选实施例，前轴承安装部直径为d2，后轴承安装部直径为d4，其中d4/d2的比值范围为1.6～1.9。

本发明还进一步涉及一种直联式离心压缩机，其具有如权利要求1-12任一项所述的电机转子，所述压缩机具有一级或多级叶轮。

作为上述技术方案的优选实施例，所述多级叶轮同向顺次设置在转子的悬臂端。

作为上述技术方案的优选实施例，其转子的转速在6000转/分以上，优选的在7000转/分以上，所述电机为直流变频同步电机，其功率在150kw至800kw之间。

本发明的压缩机利用电机直接驱动叶轮旋转，省去了齿轮增速箱，同时对直联式转子的结构进行了优化，与现有技术相比，具有以下优点：