磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，包括机座、转轴与定子，所述转轴的尾端沿轴向形成有盲孔形式的通风孔，所述通风孔的内侧端又通过若干个斜向出风孔连通至所述转轴表面；所述定子与转轴之间存在间隙，所述斜向出风孔的出口位于所述间隙的一侧。在转轴旋转工作时，位于斜向通风孔中的空气在旋转离心力的作用下，从出口甩出，导致所述通风孔内处于负压，从而将冷空气从所述通风孔的外端吸入，吸收装置内侧的热量，同时，从斜向通风孔的出口甩出的空气向外侧流动，换热冷却后，回流到所述风扇位置，如此循环往复，保证转轴及其表面的磁钢的温度处于安全范围内。

Centrifugal magnetic steel cooling structure for magnetic levitation high speed permanent magnet motor

The utility model provides a centrifugal magnetic steel cooling structure for a magnetic levitation high speed permanent magnet motor, including a seat, a rotating shaft and a stator. The tail end of the rotating shaft forms a blind hole in the form of a blind hole, and the inner end of the ventilation hole is connected to the surface of the rotating shaft through a number of inclined air outlet holes; the stator and the rotating shaft are used. A gap exists between the outlet of the oblique outlet and the side of the gap. When the rotating shaft is rotating, the air in the inclined ventilation hole is thrown out from the outlet under the action of rotating centrifugal force, which leads to the negative pressure in the ventilation hole, so that the cold air is inhaled from the outer end of the ventilated hole and absorbs the heat inside the device, while the air flung out from the outlet of the air vent hole is flung outward. After heat transfer, the heat exchanger is cooled back to the fan position, so that the temperature of the magnetic steel of the rotating shaft and its surface is in a safe range.

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构
本技术涉及一种大功率超高速永磁电机，特别涉及大功率超高速永磁电机内部的磁钢冷却结构。
技术介绍
如图1所示，是现有大功率超高速永磁电机的结构原理图，转轴1通过推力轴承2、磁悬浮轴承3以及辅助轴承4与机座5可转动地连接，转轴1外周侧位置的机座5上还固定有定子6，定子6上的绕组通电，可驱动转轴1旋转而输出转矩。如图2、图3所示，所述转轴1外套有若干个磁钢11，磁钢11之间用隔磁桥12隔开，磁钢11外侧用碳纤维套或非磁性金属套13固定。随着永磁电机的功率加大，所述转轴1的半径也随之增大，因而磁钢11受到的离心力也呈几何级数地增大，为了防止磁钢11甩出去，所述碳纤维套或非磁性金属套13的厚度也必然要增大，散热能力却下降了。更严重的是，定子6产生的谐波磁场能够穿过碳纤维套或非磁性金属套13，使得磁钢11发热，导致磁钢11因温度太高导致性能下降甚至退磁，功率越大的电机越是如此。现有大功率超高速永磁电机，普遍配备了外置风机7，用于对电机进行降温，然而由于磁钢11位于转轴1内部，外置风机7并无法将气流吹送到转轴1处，事实上根本冷却不到磁钢11。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，解决现有技术无法对磁钢进行有效降温的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，包括机座、转轴与定子，其特征在于：所述转轴的尾端沿轴向形成有盲孔形式的通风孔，所述通风孔的内侧端又通过若干个出风孔连通至所述转轴表面；所述定子与转轴之间存在间隙，所述出风孔的出口位于所述间隙的一侧。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述定子与机座之间还预留有通风槽；所述转轴尾端的轴承座上设有自电机腔体内部到所述转轴通风孔的回风通道。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述转轴外表面上成型有与转轴呈一体结构的扇叶，所述扇叶凸出于转轴圆柱表面，所述扇叶位于所述间隙的另一侧并能够向所述间隙送风。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述扇叶凸出于转轴圆柱表面3-6mm。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述扇叶凸出于转轴圆柱表面4-5mm。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述扇叶长度方向与转轴的轴向呈一定角度倾斜地布置。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述角度介于23-30度之间。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：在所述机座上设有位于定子外侧并与定子形成热接触的水冷系统。所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其中：所述出风孔是斜向出风孔。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本技术具有的优点在于：在转轴旋转工作时，位于斜向通风孔中的空气在旋转离心力的作用下，从出口甩出，导致所述通风孔内处于负压，从而将冷空气从所述通风孔的外端吸入，吸收装置内侧的热量，同时，从斜向通风孔的出口甩出的空气向外侧流动，换热冷却后，回流到所述风扇位置，如此循环往复，保证转轴及其表面的磁钢的温度处于安全范围内。附图说明图1是现有大功率超高速永磁电机的结构原理图；图2、图3分别是现有大功率超高速永磁电机的转轴平面示意图及其横向剖视图；图4是本技术提供的磁悬浮高速永磁电机的结构原理图；图5、图6分别是本技术提供的磁悬浮高速永磁电机的转轴的平面示意图与纵向剖视图。附图标记说明：转轴1、1’；磁钢11；隔磁桥12；碳纤维套或非磁性金属套13；扇叶15；推力轴承2、磁悬浮轴承3；辅助轴承4；机座5；定子6；外置风机7；通风孔8；斜向出风孔81；通风槽91；回风通道92；间隙h；角度k。具体实施方式如图4所示，本技术提供一种磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，包括机座5、转轴1’与定子6，其中：如图5、图6所示，所述转轴1’外表面上成型有与转轴1’呈一体结构的扇叶15，所述扇叶15凸出于转轴1’圆柱表面3-6mm(优选4-5mm)，扇叶15长度方向与转轴1’的轴向呈一定角度k倾斜地布置，所述角度k介于23-30度之间。如图4所示，由于转轴1’的磁钢安装段与定子6之间必然存在间隙h，在转轴1’旋转工作时，位于所述间隙h一侧的扇叶15将向所述间隙h送风，使得位于间隙h处的热空气被吹到间隙h另一侧，从而将磁钢11所产生的热量及时带走，起到对磁钢11降温的作用。如图5、图6所示，所述转轴1’的尾端沿轴向还形成有盲孔形式的通风孔8，所述通风孔8的内侧端又通过3-6个斜向出风孔81连通至所述转轴1’表面，在本实施例中，所述斜向出风孔81的出口与所述扇叶15分别位于所述间隙h的两侧(也位于所述磁钢安装段的两侧)；为了形成较佳的换热循环，所述定子6与机座5之间还预留有通风槽91，且在转轴1’尾端的轴承座上设有自电机腔体内部到所述转轴通风孔8的回风通道92。如图4所示，在转轴1’旋转工作时，位于斜向通风孔8中的空气在旋转离心力的作用下，从出口甩出，导致所述通风孔8内处于负压，从而将冷空气从所述通风孔8的外端吸入，吸收装置内侧的热量，同时，从斜向通风孔8的出口甩出的空气向外侧流动，通过所述通风槽91后换热冷却后，一部分回流到所述风扇位置，继续从所述间隙h中穿过而带走转轴1’外侧的热量，另一部分通过转轴1’的尾端轴承座上的回风通道92回流到通风孔8，如此循环往复，保证转轴1’及其表面的磁钢11的温度处于安全范围内。为了进一步提高所述电机的降温效果，在所述机座5上设有位于定子6外侧并与定子6形成热接触的水冷系统61，当气流在转轴1’与定子6之间循环流动时，通过所述水冷系统61，能够更快地将热量带走。以上实施例仅仅是对本技术进行示范说明，而非限制本申请的保护范围，本领域技术人员能够在上述实施例的基础上，进行常规的修改或替换，但这些修改或替换仍然应当属于本申请的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，包括机座、转轴与定子，其特征在于：所述转轴的尾端沿轴向形成有盲孔形式的通风孔，所述通风孔的内侧端又通过若干个出风孔连通至所述转轴表面；所述定子与转轴之间存在间隙，所述出风孔的出口位于所述间隙的一侧;所述定子与机座之间还预留有通风槽；所述转轴尾端的轴承座上设有自电机腔体内部到所述转轴通风孔的回风通道。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，包括机座、转轴与定子，其特征在于：所述转轴的尾端沿轴向形成有盲孔形式的通风孔，所述通风孔的内侧端又通过若干个出风孔连通至所述转轴表面；所述定子与转轴之间存在间隙，所述出风孔的出口位于所述间隙的一侧;所述定子与机座之间还预留有通风槽；所述转轴尾端的轴承座上设有自电机腔体内部到所述转轴通风孔的回风通道。2.根据权利要求1所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其特征在于：所述转轴外表面上成型有与转轴呈一体结构的扇叶，所述扇叶凸出于转轴圆柱表面，所述扇叶位于所述间隙的另一侧并能够向所述间隙送风。3.根据权利要求2所述的磁悬浮高速永磁电机的离心式磁钢冷却结构，其特征在于：所述扇叶凸出于转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贤好，尚栋，蔡磊，
申请(专利权)人：上海保邦电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31