一种压气机制造技术

本发明专利技术公开了一种压气机，包括压气机，其中压气机内装设有开关磁阻电机，开关磁阻电机和压气机电连接有系统控制板，所述系统控制板控制开关磁阻电机的转速，并完成相应的通讯及故障诊断等功能，所述压气机包括压气机后端盖、压气机外壳、压气机叶轮、压气机蜗壳和压气机与开关磁阻电机共用轴，所述开关磁阻电机包括开关磁阻电机定子、开关磁阻电机转子、磁轴承一、磁轴承二、定位挡板一、压气机与开关磁阻电机共用轴和定位挡板二。该压气机，提高转速、降低成本和减小震动，采用磁齿轮作为轴承满足燃料电池无油润滑的需求，可以防止燃料电池中毒。毒。毒。

【技术实现步骤摘要】
一种压气机


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体为一种压气机。

技术介绍

[0002]燃料电池被认为是一种理想的终极能源利用形式。提高空气进气压力可以显著提高燃料电池的功率密度及效率同时还能对系统的水平衡给予改善。目前燃料电池的压气机技术方案主要有涡轮式空压机、螺杆式压缩机和离心式压缩机三种专利技术。其中涡轮以及螺杆式的叶片之间会产生摩擦效果，所以质量和噪声会比较大。而离心式压缩机无论是在密度、效率还是密度层面都体现出了理想的综合效果，是目前被认为具有最好发展前景的空气增压方式之一。高转速、低震动、无油润滑是燃料电池压气机必须满足的需求，燃料电池专用压气机成为目前制约燃料电池技术发展的瓶颈之一。
[0003]离心式压气机主要采用空气轴承和永磁电机。为了提高功率密度，需要把压气机转速提高到10万转/min的转速级别。现有技术方案由于永磁电机在转子表面布置有永磁体，在高转速下转子边缘处将产生巨大的离心力，这给电机转子的设计带来巨大挑战，限制了转速的提高。此外为了防止燃料电池中毒，燃料电池用压气机多采用无油润滑方式的空气轴承作为支撑。现有技术方案存在着转速低和成本高的缺点。因此亟需开发一种高转速低成本的燃料电池压气机专利技术。
[0004]目前公开的技术还没有利用多排凸极的开关磁阻电机驱动和利用磁齿轮作为轴承的燃料电池压气机专利技术。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种压气机，具备以提高转速、降低成本和减小震动的优点，解决了现有技术方案存在转速低和成本高的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种压气机，包括压气机，其中压气机内装设有开关磁阻电机，开关磁阻电机和压气机电连接有系统控制板，所述系统控制板控制开关磁阻电机的转速，并完成相应的通讯及故障诊断等功能，所述压气机包括压气机后端盖、压气机外壳、压气机叶轮、压气机蜗壳和压气机与开关磁阻电机共用轴，所述开关磁阻电机包括开关磁阻电机定子、开关磁阻电机转子、磁轴承一、磁轴承二、定位挡板一、压气机与开关磁阻电机共用轴和定位挡板二，所述压气机后端盖的一侧装设有压气机外壳，所述压气机外壳远离压气机后端盖的一侧装设有压气机蜗壳，所述压气机外壳与压气机蜗壳之间装设有压气机与开关磁阻电机共用轴，所述压气机与开关磁阻电机共用轴的外部装设有四排开关磁阻电机转子，所述开关磁阻电机转子外装设有开关磁阻电机定子，所述压气机外壳内装设有被压气机与开关磁阻电机共用轴贯穿的定位挡板一和定位挡板二，所述压气机与开关磁阻电机共用轴外装设有与定位挡板二相接触的磁轴承一，所述压气机与开关磁阻电机共用轴外装设有与定位挡板一相接触的磁轴承二，所述压气机外壳内装设有系统控制板，所述压气机与开关磁阻电机共用轴的一端装设有位于压气机蜗壳内的压气机叶
轮。
[0007]所述压气机与开关磁阻电机共用轴为开关磁阻电机的转子轴与压气机转子采用同轴方式连接在一起所组成的。
[0008]每排所述开关磁阻电机转子的数量为四个，四个所述开关磁阻电机转子分为凸极转子一、凸极转子二、凸极转子三和凸极转子四。
[0009]所述系统控制板完成整个系统的控制，包括：开关磁阻电机的控制、磁轴承一和磁轴承二的控制以及与车载其他控制器的通讯。
[0010]进一步，所述控制器根据车辆更高层次的控制器指令控制开关磁阻电机的转速，并完成相应的通讯及故障诊断等功能。
[0011]进一步，所述系统控制板的通讯采用CAN通讯方式完成。
[0012]进一步，所述开关磁阻电机转子外进行六个励磁线圈的布置，所述凸极转子一、凸极转子二、凸极转子三和凸极转子四之间的角度逐个相差22.5
°
。
[0013]进一步，所述磁轴承一和磁轴承二均采用了磁齿轮作为轴承，布置在所述定位挡板一和定位挡板二相对面且与压气机与开关磁阻电机共用轴的连接处。
[0014]进一步，所述开关磁阻电机的励磁通电通过系统控制板控制凸极转子一、凸极转子二、凸极转子三和凸极转子四分别绕组的通电时刻即开通角度来实现不同凸极排的单独扭矩控制。
[0015]与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
[0016]1、该压气机，可以提高转速，降低成本，减小震动，本专利技术采用了开关磁阻电机，电机转子不需要永磁体，可以降低成本，同时由于没有永磁体的安装，电机转速可以提高到10万转/min。
[0017]2、该压气机，本专利技术采用了一种多凸极排的开关磁阻电机专利技术配合电机励磁算法的优化可以减小开关磁阻电机的转矩脉动，因此可以总体降低压气机的震动，本专利技术采用磁齿轮作为轴承满足燃料电池无油润滑的需求，可以防止燃料电池中毒。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的凸极转子一、凸极转子二、凸极转子三和凸极转子四的排布图；
[0020]图3为本专利技术的多凸极输出扭矩合成示意图；
[0021]图4为本专利技术的压气机外形图。
[0022]图中：1压气机后端盖、2压气机外壳、3开关磁阻电机定子、4开关磁阻电机转子、4
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1凸极转子一、4
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2凸极转子二、4
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3凸极转子三、4
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4凸极转子四、5磁轴承一、6压气机叶轮、7压气机蜗壳、8系统控制板、9磁轴承二、10定位挡板一、11压气机与开关磁阻电机共用轴、12定位挡板二。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术专利技术进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参阅图1
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4，本实施例中的一种压气机，包括压气机，其中压气机内装设有开关磁阻电机，开关磁阻电机和压气机电连接有系统控制板8，系统控制板8控制开关磁阻电机的转速，并完成相应的通讯及故障诊断等功能，压气机包括压气机后端盖1、压气机外壳2、压气机叶轮6、压气机蜗壳7和压气机与开关磁阻电机共用轴11，开关磁阻电机包括开关磁阻电机定子3、开关磁阻电机转子4、磁轴承一5、磁轴承二9、定位挡板一10、压气机与开关磁阻电机共用轴11和定位挡板二12，压气机后端盖1的一侧装设有压气机外壳2，压气机外壳2远离压气机后端盖1的一侧装设有压气机蜗壳7，压气机外壳2与压气机蜗壳7之间装设有压气机与开关磁阻电机共用轴11，压气机与开关磁阻电机共用轴11的外部装设有四排开关磁阻电机转子4，开关磁阻电机转子4外装设有开关磁阻电机定子3，压气机外壳2内装设有被压气机与开关磁阻电机共用轴11贯穿的定位挡板一10和定位挡板二12，压气机与开关磁阻电机共用轴11外装设有与定位挡板二12相接触的磁轴承一5，压气机与开关磁阻电机共用轴11外装设有与定位挡板一10相接触的磁轴承二9，压气机外壳2内装设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压气机，包括压气机，其中压气机内装设有开关磁阻电机，开关磁阻电机和压气机电连接有系统控制板(8)，所述系统控制板(8)控制开关磁阻电机的转速，并完成相应的通讯及故障诊断等功能；所述压气机包括压气机后端盖(1)、压气机外壳(2)、压气机叶轮(6)、压气机蜗壳(7)和压气机与开关磁阻电机共用轴(11)；所述开关磁阻电机包括开关磁阻电机定子(3)、开关磁阻电机转子(4)、磁轴承一(5)、磁轴承二(9)、定位挡板一(10)、压气机与开关磁阻电机共用轴(11)和定位挡板二(12)；其特征在于：所述压气机后端盖(1)的一侧装设有压气机外壳(2)，所述压气机外壳(2)远离压气机后端盖(1)的一侧装设有压气机蜗壳(7)，所述压气机外壳(2)与压气机蜗壳(7)之间装设有压气机与开关磁阻电机共用轴(11)，所述压气机与开关磁阻电机共用轴(11)的一端装设有位于压气机蜗壳(7)内的压气机叶轮(6)；所述压气机与开关磁阻电机共用轴(11)的外部装设有四排开关磁阻电机转子(4)，所述开关磁阻电机转子(4)外装设有开关磁阻电机定子(3)，所述压气机外壳(2)内装设有被压气机与开关磁阻电机共用轴(11)贯穿的定位挡板一(10)和定位挡板二(12)，所述压气机与开关磁阻电机共用轴(11)外装设有与定位挡板二(12)相接触的磁轴承一(5)，所述压气机与开关磁阻电机共用轴(11)外装设有与定位挡板一(10)相接触的磁轴承二(9)，所述压气机外壳(2)内装设有系统控制板(8)；所述压气机与开关磁阻电机共用轴(11)为开关磁阻电机的转子轴与压气机转子采用同轴方式连接在一起所组成的；每排所述开关磁阻电机转子(4)的数量为四个，四个所述开关磁阻电机转子(4)分为凸极转子一(4
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【专利技术属性】
技术研发人员：张玉龙，赵树朋，周玉宏，刘志豪，袁永伟，张世芳，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：