[发明专利]一种喷液冷却的全封闭高速永磁电机

说明书

本发明属于电机技术领域，并公开了一种喷液冷却的全封闭高速永磁电机。该永磁电机包括电机机壳，设置在机壳内的定子与转子，及设置在机壳前后两端的端盖，前后两端的端盖上均设置有风口外壳，前后两端的风口外壳上分别设置管道进风口和管道出风口，同时，前后两端的端盖上相应设置有风道入口和风道出口，管道出风口与管道进风口连通，形成气体在电机中的循环流动，此外，机壳前端的侧面上设置有多个沿机壳外圆周分布的喷液口，该喷液口用于对从风道入口进入的气体进行冷却，该喷液口中喷出的冷却液体为氟利昂、R123、R245或R141。通过本发明，有效降低电机温度，解决全封闭高速永磁电机温度高、散热困难、定转子温升局部过高的问题。

技术领域

本发明属于电机技术领域，更具体地，涉及一种喷液冷却的全封闭高速永磁电机。

背景技术

高速电机由于转速高，功率密度大，体积小，可以有效地节约材料；由于转动惯量较小，所以动态响应较快；高速电机可与工作机或负载直接相连，省去了传统的机械变速装置，因而可减小噪音和提高传动系统的效率。高速电机的研究与应用符合节能减排的经济发展需要，目前已成为国际电工领域的研究热点之一，在高速磨床、空气循环制冷系统、储能飞轮、高速离心压缩机、鼓风机、航空航天等具有广泛的应用前景。

永磁电机以其结构简单、力能密度高、无励磁损耗、效率高等优点，最适合于高速电机。高速高频电机与普通电机相比设计难度较大，高速电机转速高达每分钟数万转甚至十几万转，圆周速度可达200m/s以上，电机在高速旋转的情况下，空气和转子表面的摩擦会给电机带来很大的损耗，转子永磁体的涡流损耗也会很大，同时对高速永磁电机来说，定子铁心损耗和绕组损耗都高达数千瓦甚至上万瓦，造成电机温升过高，尤其是针对转子，由于高速旋转时，永磁体不能承受巨大的离心力，必须采取保护措施，常用的保护措施是永磁体外嵌入合金护套或捆扎碳纤维护套，合金护套由于电导率较大，会在护套中产生很大的涡流损耗，虽然碳纤维护套电导率很低，可以避免较大的转子涡流损耗，但碳纤维护套是热的不良导体，导热特性很差，转子热量难以散出，而且对于高速电机，转子体积很小，特别是转子加入保护套之后，给转子的散热带来了很大的困难，且对于全封闭的空气压缩机、汽轮发电机以及余热发电机，由于气体温度较高，进入电机的气体温度高达70度以上，给电机的散热带来了极大的困难，永磁体在温度过高的情况下会发生不可逆退磁，给电机造成严重危害，因此电机的散热成为电机设计的核心问题之一。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种喷液冷却的全封闭高速永磁电机，通过在电机内部设置内冷却风道和外冷却风道，同从电机外部向电机内部充入气体对电机进行循环冷却，由此解决汽轮发电机、余热发电机、空气压缩机等全封闭系统用高速永磁电机，体积小，散热困难和局部过热的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种喷液冷却的全封闭高速永磁电机，该永磁电机包括电机机壳，设置在机壳内的定子与转子，及设置在机壳前后两端的端盖，其特征在于，前后两端的端盖上均设置有风口外壳，前后两端的风口外壳上分别设置管道进风口和管道出风口，同时，前后两端的端盖上相应设置有风道入口和风道出口，管道出风口与管道进风口连通，形成气体在电机中的循环流动，此外，机壳前端的侧面上设置有多个沿机壳外圆周分布的喷液口，该喷液口用于对从风道入口进入的高温气体进行冷却。

优选地，所述转子包括转子铁心、永磁体和保护套，永磁体贴在转子铁心上，保护套套在永磁体的外围，转子铁心为转轴。

优选地，在前端的风口外壳内，转子的转子铁心上设置有叶轮，气体经过叶轮后，流入电机内部，形成全封闭结构。

优选地，所述定子包括定子铁心和定子绕组，定子绕组设置在定子铁心上，定子绕组与转子外围之间设置有内冷却风道。

优选地，所述定子铁心的外围设置有铜板，与机壳构成外冷却风道，该外冷却风道为螺旋状或轴向风道。

优选地，所述前端的端盖上也设置有喷液口，用于进一步冷却。