[发明专利]超高速电机并联风冷循环系统

说明书

本发明公开一种超高速电机并联风冷循环系统，其包括由环形机壳与前、后端盖围成的空腔，定子设在机壳内，转子设在定子中心位置，在定子和转子之间设有气隙；转子和定子将空腔分为前端空腔和后端空腔；转子的转轴包括具有较大直径的中间部分和具有较小轴径的前段部分和后段部分，其特征在于：在转轴中间部分一端端部设有离心风扇；在转轴内设有的主风道，在转轴的前段部分设有连通主风道和前端空腔的转轴进风口，在转轴的中间部分的后端部设有连通主风道和后端空腔的转轴出风口；定子的铁芯的外缘沿轴向设有连通前端空腔和后端空腔的定子冷却通道。本发明通过两路并联冷却循环系统，其大幅提高转子冷却效果，且具有结构紧凑的优点。

技术领域

本发明涉及一种电机的冷却系统,特别是涉及一种超高速电机的转子并联风冷循环系统。

背景技术

电机广泛应用于工业生产的各个领域，超高速电机一般是指转速超过1000 转的电机，常应用于压缩机、鼓风机、ORC行业中。

因超高速电机，需要对其体积有较高的限制，由于其体积小，功率密度高，其转子散热非常困难。目前多采用在电机壳体上安装外置风扇以达到强制冷却的效果，该结构能有效的冷却电机定子和定子绕组，但对于发热严重的转子冷却效果不佳。

现有超高速电机对转子的冷却也仅仅是对于转子外表面进行冷却，由于磁钢的外表面一般均采用磁钢固定套，而磁钢固定套的导热性差，因此对于转子表面的冷却仅仅能带走部分磁钢的热量，同时转子内部的热量通过表面的冷却是不可能完成的，如果磁钢不能很好的冷却，磁钢会因热量升高而产生退磁现象；当转子轴承采用球轴承时，由于热量过高，轴承会产生油脂溢出，进而影响轴承的寿命。

参见图1，图中给出了现有的超高速电机的一种转子冷却方式，其在机壳外设置有风扇2，在机壳圆周设有进风口3，风扇2将外面的冷风1经机壳的进风口3送入，经定子的中间设置的定子通风道4，进入转子和定子之间气隙风道5，冷空气经气隙风道5向两端流出，并带走转子表面的热量，热风再经前后端盖的上的出风孔6排出电机，实现对转子的冷却。然而，该冷却方式存在的缺点是：1.需要外设风扇，使得整个电机的体积增大；2，冷空气仅仅可以到达转子的表面，仅能将转子磁钢表面的热量带走，而对于转子中心的磁钢热量无法得到冷却，当转子的热量升高时会导致两端球轴承升温，进而使得润滑脂融化，影响球轴承的使用寿命；同时，转子内部的磁钢的温度升高，会使得磁钢退磁，降低磁钢的寿命。

因此一种对转子内外同时进行冷却的、体积小巧适于采用球轴承的超高速电机并联风冷循环系统成为本领域技术人员追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于解决现有超高速电机，特别是采用球轴承的超高速电机的转子冷却存在的上述冷却效果不好的问题。

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种超高速电机并联风冷循环系统，其包括由环形机壳与前、后端盖围成的用于容纳定子和转子的空腔，所述定子过盈配合地设在机壳内，且转子设在定子中心位置，在定子和转子之间设有气隙；所述转子和定子将所述空腔分为前端空腔和后端空腔；所述转子的转轴包括：用于设置磁钢、且具有较大直径的中间部分和位于两端的具有较小轴径的前段部分和后段部分，其特征在于：在所述转轴中间部分靠近前端空腔的端部设有离心风扇，用于将前端空腔的空气经过转子和定子之间的气隙强力推向后端空腔；在所述转轴内设有的主风道，所述主风道的长度由前端空腔处延伸至后端空腔处，在所述转轴的前段部分设有连通所述主风道和前端空腔的转轴进风口，在所述转轴的中间部分的后端部设有连通所述主风道和后端空腔的转轴出风口；所述定子的铁芯的外缘沿轴向设有连通所述前端空腔和后端空腔的定子冷却通道。

作为优选方式，其中，所述转轴进风口呈斜向设置，其与转轴主风道的风向之间的夹角为钝角。

作为优选方式，其中，所述转轴出风口呈斜向设置，其与转轴主风道的风向之间的夹角为锐角。

进风口和出风口与轴心倾斜一定的角度，方向均朝向气流方向，该结构有利于减小风阻。