本发明专利技术公开了一种双轴承、双鼠笼式高速感应电动机驱动的空气制冷机，属制冷空调领域。总成由压气机、涡轮机分置于高速电动机两端，三者同轴组成。高速电动机采用浮动轴承与滚动轴承共同支承的双轴承结构，冷却系统采用外循环水式冷却装置对电机进行强制换热，转子铁心绕组为双鼠笼、双金属导条式结构并采用冷铆方式联接。工作原理是：高速电动机旋转时，压气机输出具有一定能量的压缩空气通过中冷器到涡轮机绝热等熵膨胀而获得制冷量，并对外输出机械功，与高速电动机共同驱动压气机旋转，周而复始。涡轮机采用三边切线进气，提高了制冷效率。该发明专利技术具有体积小、重量轻、性价比高等特点，适用于汽车空调等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速感应电动机和高速感应电动机驱动的空气制冷机、空气压缩机等，电动机转速以 不小于每分钟数万转的高速旋转。工作原理是高速电动机旋转时，压气机输出具有一定能量的压缩 空气通过中冷器到涡轮机绝热等熵膨胀而获得制冷量，并对外输出机械功，与高速电动机共同驱动压 气机旋转，周而复始。本专利技术具有性价比高,体积小、重量轻等特点，适用于采用空气循环制冷的汽车空调等。
技术介绍
目前，国内外汽车空调全都采用蒸气压縮制冷技术，这种制冷方式是以完全消耗发动机动力为代 价，同时还要满足工质环保性要求。根据《蒙特利尔协议》，2000年己开始禁止使用R12,目前，一 致公认R134a是汽车空调R12的首选替代物，我国正在开发这种R134a汽车空调，但本质上还是蒸气 压縮式制冷机空调系统。随着世界能源资源的匮乏和全球性气候变暖，以及我国政府对能源和环保的高度重视，汽车空调 未来的发展方向从节能和环境保护考虑，需大力采用新的节能和环保技术以及自动控制技术(诸如模 糊控制技术等)等，以减少温室效应，节能减排，保护环境。因此，开发一种节能、环保，且性价比高、可靠性好的新型汽车空调系统由此提出。对于这种空气循环制冷的新型汽车空调系统，一是需要有大功率(20kW以上)、高转速(60000r/min 以上)的高速电动机；二是需要对发动机的废能驱动系统优化设计，合理利用。然而，大功率、高转速的高速电动机设计有两大主要技术问题要解决 一是轴承设计；二是电动 机高速旋转时防止转子产生变形而破坏。目前，对这种大功率的高速电动机轴承设计在飞机的环控系 统上一般都考虑采用电磁轴承或空气轴承，但对应用于大客车这种工况的交通工具而言几乎是没有意 义的。而陶瓷球滚动轴承又无法满足电动机大功率、高转速的运行条件，且抗震性较差、润滑条件苛 刻等。因此，唯一能考虑选择的是滑动轴承。本专利技术的双轴承结构，采取以浮动式动静压滑动轴承为 主支承，陶瓷球滚动轴承仅作为接触保护的辅助轴承配之使用，应用效果显著。对于电动机的转子结构，目前，国内外鼠笼式高速感应电动机的转子分别采用铸铝笼型和铜笼型 两种。大容量(20kW以上)、高转速(60000r/min以上)的电动机转子铁心冲片一般都采用闭口槽。 由于大容量、高转速的电动机转子采用铸铝笼型在电机的电磁设计上有一定的难度，以及铝笼浇铸的 质量控制和材质不易保证等原因，电机的电气性能参数得不到保证和运行可靠性受到影响。世界著名的瑞士 IBAG公司的高速三相异步电动机的转子有分别采用铜笼型和铸铝笼型的，但目前已普遍采用铜笼型转子。据了解，国外的铜笼型转子制造工艺一般采用真空融化焊接铜粉形成铜条， 类似于粉末冶金高温烧结工艺，这样可以保证铜条和铁心槽道的贴合度，但工艺复杂、成本太高且技 术不太成熟。另一方面，由于铜的密度很大，电动机高速旋转时导条产生的离心力在很大程度上限制 了转速的进一步提高。本专利技术的双鼠笼式高速感应电动机的转子铁心绕组为双鼠笼、双金属导条式结构并采用冷铆方式 联接，在保证电动机磁学特性的前提下，减小了转子高速旋转时上导条对铁心轮缘和端环轮缘的离心 力作用，由此可以提高电机的转速和可靠性。本专利技术的目的，是提供一种双轴承、双鼠笼式高速感应电动机驱动的空气制冷机，用于汽车空调等。
技术实现思路
专利技术采取的技术方案是一种双轴承、双鼠笼式高速感应电动机驱动的空气制冷机。工作原理是 高速电动机旋转时，压气机输出具有一定能量的压縮空气通过中冷器到涡轮机绝热等熵膨胀而获得制 冷量，并对外输出机械功，与高速电动机共同驱动压气机旋转，周而复始。本专利技术的有益效果是高速感应电动机的转子圆周线速度可以达到220mZs稳定、可靠运行。附图说明图1是本专利技术的一种双轴承、双鼠笼式高速感应电动机驱动的空气制冷机主视图 图2是图l中的浮动轴承视图图3是图1中的滑动轴承座、浮动轴承及挡销的组合视图图4是图1中的转子结构主视图图5是图4中的双鼠笼式转子铁心绕组主视图图6是双鼠笼式转子铁心绕组的冷旋压工艺示意图图7是图1中的三边切线进气涡轮机示意图具体实施例方式下面结合附图描述本专利技术的具体实施例。图1中的压气机(1)、涡轮机(12)分置于高速电动机 (10)两端，三者同轴组成。高速电动机(10)采用浮动轴承(16)与滚动轴承(14)共同支承的双轴 承结构；冷却系统由外循环水式冷却装置对定子(9)和两端轴承进行强制换热，并从涡轮机(12)出口引出一部份冷气通入高速电动机(10)内部冷却；高速电动机(10)的转子铁心绕组(19)为双鼠笼、5双金属导条式结构并采用冷铆方式联接；涡轮机(12)采用三边切线进气，提高了制冷效率。图1中高速电动机(10)的主轴承采用具有静压旋驱作用的浮动轴承(16)，其外径与滑动轴承 座(5)轴承孔的间隙为0.04-0.06咖，内径与转子(18)的轴承间隙为0.07-0.12mm，长度为内径的 0. 9-1. 1倍，端面设置图3所示的销钉(24)限制其转动。图2中浮动轴承(16)的长度方向上开有两排孔，夕卜侧的径向喷孔在圆周上均布4_8个，每孔 中心线相对轴承孔的中心线偏转45度，孔径l一3mm，孔长为孔径的0. 3 — 0. 8倍，孔的出口内腔上设 置长度4一8mm、宽度8—12mm的小油腔，深度为0. 1-0. 15mm,两排孔间距a与浮动轴承(16)的长度 L之比在1/4-1/2之间，轴向均分；内侧的切向喷孔在轴承内径的圆周切线方向上均布4一8个，各孔 的中心线与轴承孔中心线相互平行或垂直,距轴承孔中心的距离b为轴承孔半径的0. 85-0. 9倍，孔径 1 —3mm:浮动轴承(16)的推力轴承面上和滑动轴承座(5)的端面上还各开有三个均布的直径为 0.8-l.O咖的小孔；浮动轴承(16)的端面上还均布六条宽4—8咖、深0.2—0. 6腿的沿转子(18) 旋转方向收敛的单向斜面排油槽。当润滑系统工作时，转子(18)被润滑油浮起，在压力油的作用下，通过设置在浮动轴承(16) 上的切向喷孔，压力油驱使转子(18)自行旋转，此时，由布置在压气机(1)端的传感器(22)采 集信号，判断制冷机是否可以开始工作，同时也减小起动电流。图1中，止推轴承(15)分置于高速电动机(10)两端的浮动轴承(16)外侧，形成"H"型的 止推轴承(15)布置方式。两侧的止推轴承(15)旁,安置有作为辅助支承的左、右接触保护滚动轴 承(14)，其润滑通过滑动轴承座(5)上的分流针管(4)引入高压滑油喷射到止推轴承(15)上，依 靠高速旋转的止推轴承(15)在滚动轴承座(5)端沿的"半遮式"容腔内将滑油形成雾状进行。图1中左、右端的滚动轴承(14)和碟形弹簧(20)构成对转子(18)的轴向限位和热伸长调节。 图1中转子(18)两端的螺旋密封套(13， 21)和图4中双鼠笼式转子铁芯绕组(19)两侧的动平 衡一螺旋密封套(24)上设置有矩形螺纹密封槽，与左水套盖(11)、右水套盖(2)和左、右内密封 盖(6)分别组成对两端轴承的密封，少量泄漏油通过设置在盖体内的泄油道从回油口被双联式抽送 油泵带回油箱。图1中定子外壳(7)与本体(8)组成定子水套；左、右滚动轴承座(3)分别与左水套盖(11) 和右水套盖(2)组成左、右水套；图3中的滑动轴承座本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双轴承、双鼠笼式高速感应电动机驱动的空气制冷机，由压气机（１）、涡轮机（１２）分置于高速电动机（１０）两端，三者同轴组成。高速电动机（１０）采用浮动轴承（１６）与滚动轴承（１４）共同支承的双轴承结构；冷却系统由外循环水式冷却装置对定子（９）和两端轴承进行强制换热，并从涡轮机（１２）出口引出一部份冷气通入高速电动机（１０）内部冷却；高速电动机（１０）的转子铁心绕组（１９）为双鼠笼、双金属导条式结构并采用冷铆方式联接；涡轮机（１２）采用三边切线进气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何君，伍怀秋，何应明，
申请(专利权)人：何君，伍怀秋，何应明，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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