由具有实心圆柱形磁铁的转子的电机驱动的流体压缩设备制造技术

本发明专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备，转子(4)包括圆柱形磁体(5)和优选为非磁性的锁紧环(6)。根据本发明专利技术，圆柱形磁铁(5)是实心的，且圆柱形磁铁(5)通过锁紧环(6)紧固在支撑件(7)上，支撑件(7)紧固在压缩轴(3)的一端。支撑件(7)紧固在压缩轴(3)的一端。支撑件(7)紧固在压缩轴(3)的一端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由具有实心圆柱形磁铁的转子的电机驱动的流体压缩设备


[0001]本专利技术涉及由电机驱动的压缩设备领域，尤其是有关由电机驱动的涡轮增压器的专利技术。
[0002]本专利技术特别涉及将气态流体传送至任意设备、且更具体地是将气态流体传送至内燃机的进气口之前藉由压缩机压缩气态流体的设备，气态流体在此为空气，压缩机为单独的或与涡轮机相关联从而形成涡轮增压器。
[0003]事实上，如广为所知的，内燃机所传递的功率取决于供给入该发动机的燃烧室的空气量，该空气量本身与该空气的密度成比例。
[0004]因此，当需要高功率时，通常在允许外部空气进入该燃烧室之前，通过压缩外部空气来增加该空气量。这种已知为涡轮增压的运行可以使用任何装置来实现，比如由电机电气驱动的单独的压缩机(电气化的压缩机)、或与涡轮以及电机相关联从而形成电气化涡轮增压器的压缩机。

技术介绍

[0005]在上述两种情况下，与压缩机相关联的电机可以是不同类型的。
[0006]一种是具有小气隙且绕组靠近转子的电机，该电机提供最佳的磁通引导和优化的效率。这种类型电机的优点是具有一定的紧凑性，这有时在对其冷却时可能是个问题，且需要特定系统带走热量损失。
[0007]为了不侵入压缩机的空气进气口，这种类型的电机在电气化压缩机的情况下通常位于离心式压缩机的背部，或在电气化涡轮增压器的情况下位于压缩机与涡轮之间，尽管在后一种情况下由于靠近涡轮而存在不利的热环境。通常，压缩机、涡轮和电机之间的链接是刚性的。这种类型的机器也可以位于压缩机侧上，但是相对远离空气进气口，以免干扰它。然后，压缩机和电机之间的链接是刚性的，或者由机械或磁耦合提供。
[0008]在专利US
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2014/0,373,532、US
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8,157,543、US
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8,882,478、US
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2010/0,247,342、US
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6,449,950、US
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7,360,361、EP
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0,874,953或EP
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0,912,821中更详细地描述了该类型的系统。
[0009]另一类型的机器是具有有时可能为几厘米长的大气隙的电机，以允许工作流体从中通过，使得集成能够在更有利的热环境中尽可能地靠近压缩系统。
[0010]然而，该电机布局的缺陷是干扰和限制转子与定子之间的、通过大气隙的磁通，且由此有助于限制电机的固有效率及其特定性能(功率重量比和功率密度)。这种设计的高损耗也需要特殊的冷却来释放转子和定子的热量或限制特殊性能。
[0011]在专利EP
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1,995,429、US
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2013/169,074或US
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2013/043,745中特别地描述了该类型的电机。
[0012]第三类型的电机设有定子栅极的机器，即具有定子的电机，其定子的定子齿周围安装有线圈，这些定子齿具有大尺寸以允许气流通过。定子栅极电机是具有小气隙以及远离转子的绕组的电机。该类型的电机可以布置在压缩机进气口处。这种定子栅极电机在专
利申请WO
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2013/050,577和FR
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3,048,022中进行了特别描述。
[0013]与压缩机电气化有关的一个问题涉及转子的设计及其与压缩机轴的连接。该设计通常是很复杂的(使用螺钉)，且不容易与工业大规模生产制造过程相兼容。
[0014]专利申请No.FR
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17/61,576细化了几种电动转子结构，以及通过将转子添加至压缩机侧的轴开口、将转子安装在涡轮增压器轴上的结构。这些结构有利于将转子集成在已有的涡轮增压器。然而，考虑到制造公差和获得这种系统所需的转子平衡操作，这些结构通常不容易与工业大规模生产制造过程相兼容。此外，这些解决方案需要在磁铁中加工孔，该解决方案是复杂的，并且降低了磁铁的磁性性能。

技术实现思路

[0015]为了降低制造和组装方法的复杂性，且与工业大批量生产制造工艺相兼容，本专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备，转子包括圆柱形磁铁和非磁性锁紧环。根据本专利技术，圆柱形磁铁(5)是实心的(即没有孔)，并且圆柱形磁铁(5)通过锁紧环(6)紧固在支撑件(7)上，支撑件(7)紧固在压缩轴(3)的一端。因此，该解决方案不需要在圆柱形磁铁上有孔，简化了压缩设备的制造，并允许了磁铁的磁性性能的提升因此，可以提高电机的性能和/或减小电机的尺寸此外，简化了带有压缩轴的转子的安装。
[0016]本专利技术涉及一种由电机驱动的流体压缩设备，所述电机包括转子和定子，所述转子包括圆柱形磁铁和锁紧环，所述压缩设备包括安装有至少一个压缩机叶轮的压缩轴、以及紧固在所述压缩轴一端的支撑件。所述圆柱形磁体是实心件，并且所述转子通过围绕所述支撑件的至少一部分的所述锁紧环紧固在所述支撑件上。
[0017]根据实施例，所述支撑件通过螺纹连接紧固在所述压缩轴上。
[0018]根据一个方面，所述支撑件包括用于操纵所述支撑件的装置。
[0019]根据本专利技术的实施例，所述支撑件包括插入所述压缩机叶轮中的圆柱形部分。
[0020]根据一个特征，所述支撑件包括用于所述锁紧环的圆柱形部分。
[0021]有利地，所述锁紧环由优选钛或碳的非磁性材料制成。
[0022]优选地，所述转子包括所述圆柱形磁体和所述支撑件之间的非磁性止动件。
[0023]根据一个方面，所述转子的外径小于或等于压缩机叶轮的鼻部直径。
[0024]有利地，所述压缩设备是由涡轮和压缩机结合的、特别是用于内燃机或微型涡轮的涡轮增压器。
[0025]优选地，所述电机布置在所述涡轮增压器的进气口中。
[0026]根据实施例选项，所述电机是定子栅极电机。
[0027]此外，本专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备的制造方法，所述电机包括转子和定子，所述压缩设备包括安装有至少一个压缩机叶轮的压缩机轴。对于该方法，执行以下步骤：
[0028]a)通过围绕所述圆柱形磁体与所述支撑件的至少一部分的所述锁紧环，将所述实心圆柱形磁体紧固在所述支撑件上；
[0029]b)将所述压缩机叶轮安装在所述压缩轴上；
[0030]c)将所述支撑件特别是通过螺纹连接紧固到所述压缩轴的一端。
[0031]此外，本专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备的制造方法，所述电机包括转子和
定子，所述压缩设备包括安装有至少一个压缩机叶轮的压缩机轴。对于该方法，执行以下步骤：
[0032]a)将所述压缩机轮安装在所述压缩轴上；
[0033]b)将带有所述转子的所述支撑件紧固到所述压缩轴的一端，特别是通过螺纹连接紧固到所述压缩轴的一端，步骤b)包括以下子步骤：
[0034]i)通过围绕所述圆柱形磁体与所述支撑件的至少一部分的所述锁紧环，将所述实心圆柱形磁体紧固在所述支撑件上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由电机驱动的流体压缩设备，所述电机包括转子(4)和定子，所述转子(4)包括圆柱形磁铁(5)和锁紧环(6)，所述压缩设备包括安装有至少一个压缩机叶轮(2)的压缩轴(3)，以及紧固在所述压缩轴(3)一端的支撑件(7)，其特征在于，所述圆柱形磁体(5)为实心件，所述转子(4)通过围绕所述支撑件(7)的至少一部分的所述锁紧环(6)紧固在所述支撑件(7)上。2.如权利要求1所述的压缩设备，其中所述支撑件(7)通过螺纹连接紧固在所述压缩轴(3)上。3.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述支撑件(7)包括用于操纵所述支撑件(7)的装置(13)。4.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述支撑件(7)包括插入在所述压缩机叶轮(2)中的圆柱形部分(11)。5.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述支撑件(7)包括用于所述锁紧环(6)的圆柱形部分(12)。6.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述锁紧环(6)由优选钛或碳的非磁性材料制成。7.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述转子(4)包括在所述圆柱形磁铁(5)和所述支撑件(7)之间的非磁性止动块(8)。8.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述转子(4)的外径小于或等于所述压缩机叶轮(2)的鼻部直径。9.如上述任一权利要求中所述的压缩设备，其中所述压缩设备(1)是结...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：