[发明专利]一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及高速永磁电机的冷却技术领域，具体涉及一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构。

背景技术

在电机设计中，电机的散热设计与本身的电磁设计一样重要，因为电机的功率会因为发热严重而下降。高速永磁电机转子中的永磁体对热是最敏感的，因为永磁体过热会导致其永久退磁。假如永磁体采用碳纤维保护套约束以抵抗其离心力，这会造成另一个问题，即碳纤维的导热性能很差，永磁体的热量很难通过它散出去，冷却永磁体将变得非常困难。高速电机的旋转速度高达每分钟数万转甚至十几万转，在非常高的表面线速度下，转子外表面上会产生大量的空气摩擦损耗，这会增加气隙内的温度，造成永磁体过热。同时，由于高速永磁电机转子体积小，散热困难，因此有效的散热和冷却方式是高速永磁电机设计中的一个重要问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构，该结构在不增大整机尺寸的条件下，大幅降低定子、转子和轴承的温升，提高整机稳定性和效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电机驱动高速离心式空气压缩机的冷却结构，包括电机驱动高速离心式空气压缩机，该压缩机的叶轮端轴承座12和推力盘端轴承座16支承转子5，推力盘端轴承座16和端盖17之间形成第一腔S1，导流罩15与压缩机外壳1内表面之间形成第二腔S2，推力盘端轴承座16凸出部分与导流罩15之间形成第三腔S3，叶轮端轴承座12与压缩机外壳1内表面之间形成第四腔S4，叶轮端轴承座12与蜗壳13内表面之间形成第五腔S5，定子冷却水套2内表面均布至少两个半圆形截面的槽，该槽与定子传热套3外表面配合形成冷水套轴向流道2a，冷水套轴向流道2a一端与第二腔S2相通，另一端与第四腔S4相通，定子4内开有定子绕组冷却风道4a，定子与转子之间的气隙形成转子外表面冷却风道4b，定子绕组冷却风道4a、转子外表面冷却风道4b一端均与第三腔S3相通，另一端均与第四腔S4相通，叶轮端轴承座12开有第一进气孔12a，第一进气孔12a一端与第四腔S4相通，另一端第五腔S5相通，推力盘端轴承座16开有第二外进气孔16b和第三内进气孔16a，第二外进气孔16b一端与第一腔S1相通，另一端通过导流罩15上开有的第五进气孔15a与第二腔S2相通，第三内进气孔16a一端与第一腔S1相通，另一端与第三腔S3相通，端盖17上开有第四进气孔17b和中心进气孔17a，外界空气通过第四进气孔17b与第一腔S1相通，蜗壳端盖14上开有第六中心孔14a，推力盘轴段6、保护套7、永磁体8和叶轮端轴段9组成转子5，保护套7与永磁体8过盈配合，配合后一端与叶轮端轴段9连接，另一端与推力盘轴段6连接，离心叶轮10反装在叶轮端轴段9上，转子5开有转子内部冷却风道5a，转子内部冷却风道5a一端与第四中心进气孔17a相通，另一端与第六中心孔14a相通，轴向推力轴承18一面装在端盖17上，另一面装在推力盘端轴承座16上。

所述的离心叶轮10与叶轮端轴段9为间隙配合，并用螺母11紧固。

所述的永磁体8横截面为椭圆形。

所述的叶轮端轴承座12和推力盘端轴承座16装有弹性箔片空气动压径向轴承。

所述的轴向推力轴承18采用弹性箔片空气动压推力轴承。

由于本发明利用电机高速旋转时离心叶轮的抽力将外部冷却空气吸入电机腔内对电机转子和定子绕组进行风冷，利用定子水冷套，通过热传导的方式吸收定子的热量，故而在不增大整机尺寸的条件下，大幅降低定子、转子和轴承的温升，提高整机稳定性和效率。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明转子5的剖视图。

图3为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。