一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，包括高速磁悬浮电机和有机朗肯循环回路，高速磁悬浮电机包括电机外壳，电机外壳内开设有安装空腔，安装空腔内安装有定子，定子的中部转动安装有转子，电机外壳上开设有与安装空腔相连通的第一工质进口，定子的外表面与电机外壳的内表面之间设置有冷却流道体，所述冷却流道体上开设有冷却流道，电机外壳的外表面上开设有第二工质进口和第二工质出口，第二工质进口和第二工质出口分别与冷却流道相互连通，本实用新型专利技术整体结构简单，能够利用有机工质的汽化潜热对电机降温，并且冷却流道的横截面积小，能够减小电机的整体尺寸，并且还能够对电机进行全面且高效的冷却。的冷却。的冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统


[0001]本技术属于磁悬浮电机
，具体的说，涉及一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统。

技术介绍

[0002]中国是能源消耗大国，工业能耗占总能耗的70%，而至少50%的工业耗能以各种形式的余热直接废弃，排放到空气中，不但对能源造成巨大浪费，也对环境造成重大污染，回收利用工业等行业排放的低品位热能具有重要的现实意义；基于低品位热能利用的有机朗肯循环是降低能源燃料消耗、节能减排的有效措施和手段。
[0003]在有机朗肯循环系统中，膨胀机是核心设备；膨胀机由高速电机驱动，电机在运行过程中会因为铁耗、铜耗和机械损耗等因素产生热量，而产生的热量需要及时散掉，否则电机内的温度升高会导致电机出现绝缘材料老化、转子退磁、机械强度下降等问题，影响使用寿命。
[0004]现在常用的电机冷却方式有风冷和水冷；如专利申请号为：CN201721420646.0，公开了一种用于制冷压缩机的磁悬浮电机机壳，包括电机外壳，电机外壳侧壁内部设有冷却流道，电机外壳的一端设有连接法兰，另一端设有端盖，电机外壳的侧壁上开有轴承控制线引出口和电机电源线引出口，电机外壳的外侧面设有轴承控制线封板和电源线封板，轴承控制线封板上设有轴承信号线引出孔，电源线封板上设有电源线接线柱孔，电机外壳外侧壁对应冷却流道的位置设有冷却封板，冷却封板上设有冷却液体进口和冷却液体出口，电机外壳上还设有冷却气体进口和冷却气体出口。
[0005]上述该类磁悬浮电机外壳通过直接引用制冷系统中的制冷剂气体，使其充满转子与定子间的间隙来实现电机内部冷却；另外从制冷系统中引出的制冷剂液体在螺旋冷却流道内循环，实现对定子的再冷却，保证冷却效果；但是该类磁悬浮电机外壳上的冷却流道开设在电机外壳的外侧壁上，且冷却流道的横截面积大，致使该电机外壳的整体尺寸大，提高整体重量和生产成本，并且该冷却流道通过冷却封板进行封装，其整体结构复杂，并且冷却封板安装不便，造成组装繁琐，降低实用性。
[0006]为解决上述问题，市面上还出现了一种发电机冷却装置，如专利申请号为：CN201521106026.0，公开了一种利用有机朗肯循环中工质对发电机冷却的装置，包括依次连接并构成有机工质循环的蒸发器、透平发电机组、冷凝器和工质泵，所述的透平发电机组包括有机透平和发电机；自工质泵出口引出一部分有机工质，从设置在发电机上的冷却通道中流过，该部分有机工质经过发电机后又回到有机工质循环中，利用有机工质对发电机的转子及机壳进行冷却。
[0007]上述该类冷却装置能够将有机工质引入发电机上的冷却通道中，并且有机工质在冷却通道中进行流动时有机工质能够对发电机内的转子及机壳等部件进行吸热冷却，实现对发电机进行冷却，而后有机工质吸收完热量后再次循环回到有机朗肯循环回路中。
[0008]但是该类现有的冷却装置整体结构简单，只能对机壳和转子进行冷却，不能对电
机内的其他零部件进行冷却，致使对电机的冷却不够全面，进而造成冷却效果差，降低使用效果。

技术实现思路

[0009]本技术要解决的主要技术问题是提供一种结构简单，能够利用有机工质的汽化潜热对电机降温，并且冷却流道的横截面积小，能够减小电机的整体尺寸，并且能够对电机进行全面且高效冷却的基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统。
[0010]为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
[0011]一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，包括高速磁悬浮电机和有机朗肯循环回路，高速磁悬浮电机包括电机外壳，电机外壳内开设有安装空腔，安装空腔内安装有定子，定子的中部转动安装有转子，电机外壳上开设有与安装空腔相连通的第一工质进口，定子的外表面与电机外壳的内表面之间设置有冷却流道体，所述冷却流道体上开设有冷却流道，电机外壳的外表面上开设有第二工质进口和第二工质出口，第二工质进口和第二工质出口分别与冷却流道相互连通。
[0012]以下是本技术对上述技术方案的进一步优化：
[0013]所述冷却流道体的外表面直径与安装空腔的内表面直径相匹配，冷却流道体固定安装在安装空腔内，冷却流道为螺旋状且开设在冷却流道体的外表面上，冷却流道体的外表面与安装空腔的内表面密封连接用于封装冷却流道。
[0014]进一步优化：所述冷却流道体的中部开设有安装腔，定子固定安装在冷却流道体中部的安装腔内，定子的外表面与冷却流道体中部安装腔的内表面紧密连接，冷却流道中的有机工质通过汽化潜热原理对定子进行冷却。
[0015]进一步优化：所述转子转动安装在定子的中部，转子的外表面与定子的外表面之间设置有间隔间隙。
[0016]进一步优化：电机外壳的一侧设置有磁轴承座，磁轴承座的另一侧固定连接有端盖，电机外壳靠近磁轴承座的一端开设有连接安装口，磁轴承座靠近电机外壳的一端一体连接有连接端，连接端固定安装在连接安装口内。
[0017]进一步优化：所述连接端的端面上靠近其中部位置处开设有第一通孔，安装空腔通过第一通孔与磁轴承座的内腔连通，转子靠近磁轴承座的一端穿过第一通孔并延伸至磁轴承座的内腔内。
[0018]进一步优化：端盖上开设有第一工质出口，第一工质出口与磁轴承座的内腔连通。
[0019]进一步优化：有机朗肯循环回路包括预热器，预热器的出口连通有蒸发器，蒸发器的出口连通有膨胀机，膨胀机的出口连通有蒸发冷凝器，蒸发冷凝器的出口连通有工质泵，预热器和蒸发器内的加热管路相互串联且均与外设低品位热能管路连通。
[0020]进一步优化：膨胀机的出口处连通有进气管路，进气管路的另一端与第一工质进口连通，第一工质出口和第二工质出口的端部分别与同一汇合管的一端连通，汇合管的另一端与蒸发冷凝器的进口连通。
[0021]进一步优化：工质泵的出口分别连通有回流支管和冷却支管，回流支管的另一端与预热器的进口连通，冷却支管的另一端与第二工质进口连通，冷却支管上串联有节流阀。
[0022]本技术采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，能够将冷却流道开设在冷却
流道体上，并且冷却流道体装配在电机外壳内，且冷却流道体与定子紧密连接，进而冷却流道内的有机介质能够通过汽化潜热原理对定子进行冷却，并且相对于显热，潜热的密度更大，只需要少量的有机工质就可以完成冷却任务，进而提高冷却效果，并且还能够进一步减小冷却流道的面积，减小电机的尺寸。
[0023]并且冷却媒介采用有机朗肯循环回路中的有机工质，相对于水冷，不需要额外的水源输入，有机工质凝固点低，不容易结冰，并且有机工质经过节流阀降压后，沸点降低，在60℃左右就开始蒸发，所以可利用有机工质的汽化潜热对电机进行冷却降温，提高冷却效果。
[0024]通过第一冷却循环回路和第二冷却循环回路能够对散热量较大的定子、转子和轴承分别进行冷却，使电机得到全面高效的冷却。
[0025]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
附图说明
[0026]图1为本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，包括高速磁悬浮电机和有机朗肯循环回路，高速磁悬浮电机包括电机外壳（1），电机外壳（1）内开设有安装空腔（111），安装空腔（111）内安装有定子（2），定子（2）的中部转动安装有转子（3），其特征在于：电机外壳（1）上开设有与安装空腔（111）相连通的第一工质进口（6），定子（2）的外表面与电机外壳（1）的内表面之间设置有冷却流道体（4），所述冷却流道体（4）上开设有冷却流道（5），电机外壳（1）的外表面上开设有第二工质进口（8）和第二工质出口（9），第二工质进口（8）和第二工质出口（9）分别与冷却流道（5）相互连通。2.根据权利要求1所述的一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，其特征在于：所述冷却流道体（4）的外表面直径与安装空腔（111）的内表面直径相匹配，冷却流道体（4）固定安装在安装空腔（111）内，冷却流道（5）为螺旋状且开设在冷却流道体（4）的外表面上，冷却流道体（4）的外表面与安装空腔（111）的内表面密封连接用于封装冷却流道（5）。3.根据权利要求2所述的一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，其特征在于：所述冷却流道体（4）的中部开设有安装腔，定子（2）固定安装在冷却流道体（4）中部的安装腔内，定子（2）的外表面与冷却流道体（4）中部安装腔的内表面紧密连接，冷却流道（5）中的有机工质通过汽化潜热原理对定子（2）进行冷却。4.根据权利要求3所述的一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，其特征在于：所述转子（3）转动安装在定子（2）的中部，转子（3）的外表面与定子（2）的外表面之间设置有间隔间隙。5.根据权利要求4所述的一种基于有机朗肯循环的高速磁悬浮电机冷却系统，其特征在于：电机外壳（1）的一侧设置有磁轴承座（10），磁轴承座（10）的另一侧固定连接有端盖（11），电机外壳（1）靠近磁轴承座（10）的一端开设有连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永胜，吴赛赛，何小宏，张海刚，李致宇，张婕妤，赵明师，郑伟，
申请(专利权)人：山东天瑞重工有限公司，
类型：新型
国别省市：