【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机，具体涉及一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机及其制备工艺。
技术介绍
1、原有的压缩机是以齿轮加速方式进行传动，它需要齿轮、轴承和润滑系统，且机械摩擦会伴有极大的能量耗损、噪音等问题。纯无油高速离心压缩机完美解决了这些问题，它有多个核心技术：空气悬浮轴承、永磁高速同步电机、变频系统、高强度铝合金al7075（航空铝材）经五轴加工的高精度叶轮及远程智能监控服务等。纯无油高速离心压缩机，不需要齿轮箱增速器及联轴器，叶轮直接与电机联结，由高速电机直接驱动。电机采用变频器来进行调速，当电机达到一定转速时，轴被悬浮于主动式空气轴承控制器上，因为没有物理接触和无需润滑油系统，所以具有高效、节能、低噪音、运行可靠和长期无需维修保养等特点。其所使用的超高速永磁电机，转子的离心力非常大，所以转子容易损坏，张宏杰在《电机与控制学报》上发表的论文《氢燃料电池空压机用超高速永磁电机设计》上提到：超高速永磁电机运转时，转子会产生巨大离心力，造成转子拉应力急剧增大。为保证电机正常工作，需要在转子表面装配护套产生适当压应力以补偿永磁体表面的拉应力，使其在允许范围之内，以免永磁体失效。目前采用的方法是护套与永磁体过盈配合，这样在运行时通过过盈配合带来的压力来抵消电机高速旋转离心力产生的应力，现有技术还指出了实心转子拥有更高的强度，能采用更薄的护套，另外采用碳纤维护套时，超高速永磁电机的涡流损耗最小，温度最低，较为符合纯无油高速压缩机的使用要求。但是通过过盈配合带来的压力来抵消转子旋转的离心力产生的拉应力在长时使用后难以维持，而如果通过增加护
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，采用烧结永磁体转子也即实心转子这种形式使得转子拥有更高的强度，能采用更薄的护套，配合使用碳纤维护套时，超高速永磁电机的涡流损耗最小，温度最低，较为符合纯无油高速压缩机的使用要求。护套内设置转子施力结构可以抵消转子旋转的离心力产生的拉应力，这样满足了采用薄的碳纤维护套还能抵抗离心力产生的转子的拉应力，有效保护了永磁体的安全，也不用担心转子的散热，可避免采用厚护套时转子温度升高太多而永磁体出现的不可逆退磁，有效保证了电机运行的可靠性和使用寿命。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，包括电机壳、与电机壳两端分别相连的前盖及后盖，电机壳内部中间位置设有电机轴，电机轴转动连接在电机壳上，电机轴上固定连接有烧结永磁体转子，转子外固定设置护套；电机壳的内壁上固定连接有定子；护套为分体式结构且护套内设置转子施力结构；
3、所述护套包括内护套层与外护套层，内护套层固定连接在转子外；外护套层通过两端的连接盘固定连接在电机轴上；
4、所述转子施力结构包括外护套层内侧壁上凸出设置的弧形壳体，弧形壳体内滑动设置滑柱及位于滑柱一侧的滑块，滑柱长度上大于滑块，弧形壳体的靠近滑块的一端设有尺寸上大于滑块的开口，弧形壳体的开口处设置尺寸上小于滑块的弹性橡胶环。采用烧结永磁体转子也即实心转子这种形式使得转子拥有更高的强度，能采用更薄的护套，配合使用碳纤维护套时，超高速永磁电机的涡流损耗最小，温度最低，较为符合纯无油高速压缩机的使用要求。护套内设置转子施力结构可以抵消转子旋转的离心力产生的拉应力，这样满足了采用薄的碳纤维护套还能抵抗离心力产生的转子的拉应力，有效保护了永磁体的安全，也不用担心转子的散热，可避免采用厚护套时转子温度升高太多而永磁体出现的不可逆退磁，有效保证了电机运行的可靠性和使用寿命。定子、转子及电机轴同心设置；超高速永磁同步电机，与叶轮直接耦合驱动，省却了齿轮箱，完全消除传动损失；体积小、噪音低，绝缘等级h，高效节能。防护等级可达ip54，应用压力范围为1~5bar，功率范围为7.5~315kw，旋转速度范围为10000~100000rpm，最高转速可达10万转每分钟，具有97%以上的高效率。
5、内护套层与外护套层之间设有间距；内护套层与外护套层的总厚度与现有技术中的实心转子电机的护套厚度相当；内护套层可以与转子是过盈配合，也可以是其他常规的固定连接方式；弧形壳体与外护套层内侧壁固定或一体设置，滑块长度上小于弧形壳体的长度，但滑块的宽度与厚度与弧形壳体的内腔的宽度及厚度相匹配，这样滑块可以在弧形壳体内滑动。滑柱质量上大于滑块。弹性橡胶环固定连接在弧形壳体的开口处用于挡住滑块脱离弧形壳体。外护套层的两端与连接盘固定相连，电机轴穿过连接盘中心后与连接盘固定相连。
6、弹性橡胶环尺寸上小于滑块则可以在滑柱受到离心力时向弧形壳体中心移动，由此挤压滑块（滑块由于离心力小于滑柱，所以被滑柱挤压，众所周知，离心力的大小与转子的质量、偏心距及转速有关，而滑柱质量上大于滑块）使得滑块一定程度上克服弹性橡胶环对其的阻力，滑块从弹性橡胶环的内环的开孔处伸出至抵靠到内护套层，起到给予内护套层施压的作用，这样可以形成内护套层对烧结永磁体转子施加压力以此来抵消电机高速旋转离心力产生的应力。相比于仅通过过盈配合的方式来抵消电机高速旋转离心力产生的应力的方式，在长时使用后仍然可以维持，而施力结构的设置搭配过盈配合也能够长久地维持过盈配合的状态，保证实心转子拥有更高的强度，并且由于护套采用内外圈的分体设置，也降低了护套的厚度，利于散热，避免转子温升太多，保证了电机运行的可靠性和使用寿命。
7、弹性橡胶环的外径（或者说外环）的尺寸与开口的尺寸一致；弹性橡胶环的内径（或者说内环）的尺寸小于滑块的尺寸。滑块其靠近弹性橡胶环的一端可以设置为阶梯圆柱状或设置为锥台状以便于从弹性橡胶环的内环的开孔处伸出。
8、进一步的技术方案是，内护套层、外护套层、滑柱与滑块采用相同材质制成；所述弧形壳体的中心部分与外护套层内侧壁相连，弧形壳体的两端距离内护套层设有间距。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，包括电机壳、与电机壳两端分别相连的前盖及后盖，电机壳内部中间位置设有电机轴，电机轴转动连接在电机壳上，电机轴上固定连接有烧结永磁体转子，转子外固定设置护套；电机壳的内壁上固定连接有定子；护套为分体式结构且护套内设置转子施力结构；
2.根据权利要求1所述的一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，所述内护套层、外护套层、滑柱与滑块采用相同材质制成；所述弧形壳体的中心部分与外护套层内侧壁相连，弧形壳体的两端距离内护套层设有间距。
3.根据权利要求2所述的一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，所述内护套层与外护套层均为碳纤维护套层，所述内护套层与外护套层均呈环状；
4.根据权利要求3所述的一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，所述电机壳的下方一体设有支撑脚，支撑脚上设置螺纹孔，与螺纹孔适配设有安装螺栓，电机壳通过安装螺栓固定连接在纯无油高速压缩机的机体内。
5.根据权利要求1或4所述的一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，所述护套内还设置转子
6.制备根据权利要求5所述纯无油高速压缩机用超高速永磁电机的工艺，其特征在于，包括如下依次进行的制备步骤：
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，在所述S2步骤中，将内护套层固定安装至转子外，在电机轴上固定安装连接盘后将外护套层与连接盘固定连接，在电机轴的端部固定安装圆盘，圆盘上固定安装叶片；进行动平衡测试后将转子通过轴承安装至电机壳上，同时也将定子与电机壳一起安装完成，组成一个完整的超高速永磁电机。
...【技术特征摘要】
1.一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，包括电机壳、与电机壳两端分别相连的前盖及后盖，电机壳内部中间位置设有电机轴，电机轴转动连接在电机壳上，电机轴上固定连接有烧结永磁体转子，转子外固定设置护套；电机壳的内壁上固定连接有定子；护套为分体式结构且护套内设置转子施力结构；
2.根据权利要求1所述的一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，所述内护套层、外护套层、滑柱与滑块采用相同材质制成；所述弧形壳体的中心部分与外护套层内侧壁相连，弧形壳体的两端距离内护套层设有间距。
3.根据权利要求2所述的一种纯无油高速压缩机用超高速永磁电机，其特征在于，所述内护套层与外护套层均为碳纤维护套层，所述内护套层与外护套层均呈环状；
4.根据权利要求3所述的一种纯无油高速压缩机...
【专利技术属性】
技术研发人员：林亨俊，王胜兵，尹海日，毛红良，刘亨通，
申请(专利权)人：江苏海拓宾未来工业科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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