[发明专利]气悬浮电机冷却结构、气悬浮电机

说明书

本发明提供一种气悬浮电机冷却结构、气悬浮电机，其中的气悬浮电机冷却结构，包括前端盖组件，所述前端盖组件内构造有轴承室，所述轴承室内设置有轴向气悬浮轴承，所述轴向气悬浮轴承包括相对设置的前轴向轴承及后轴向轴承，所述前轴向轴承与所述后轴向轴承之间夹设有止推盘，所述止推盘的外圆周壁上具有多个锯齿。根据本发明，所述止推盘通过所述锯齿可以大幅度加速轴承室内的空气流动，将轴承室的风摩损耗热量传递出来散热，并且所述止推盘的旋转结构在高速运转过程中可以挤压轴承边缘的气体产生压力气体，减少气体沿止推盘边缘泄露，利于所述轴向气悬浮轴承的稳定运行。

技术领域

本发明属于电机设计技术领域，具体涉及一种气悬浮电机冷却结构、气悬浮电机。

背景技术

气悬浮高速永磁同步电机具有体积小、转速高、功率密度大的优势，被广泛的应用于实际工业中。气悬浮高速永磁同步电机的结构组成包括：空气轴承定子、转子、电机定子铁芯、机壳、前后端盖等关键零件，空气轴承包括前后轴向轴承定子、前后径向轴承定子，转子包括转轴和止推盘。在电机高速旋转过程中，转子-止推盘与空气摩擦产生风摩损耗，在轴承室集聚大量的热量，而轴承室的降温速度比较缓慢，温度过高可能导致轴向轴承膨胀变形、实际工作间隙减小、运行不稳定或直接出现卡死现象，温度过高也会使定子绕组、径向轴承等关键零件老化寿命减短，甚至是失效、报废等。因此，实现对高速电机的轴承室和整机高效冷却至关重要。

目前常见对轴承室的冷却方式有水冷方式和风冷方式。

水冷方式是在轴承室外增加水冷通道结构，该冷却水道与水冷机壳流道串联，通过冷却循环水对轴承室不断的进行冷却降温。冷却水具有较高的质量热容和导热系数，通过强制对流散热能有效的带走大量的热量，但轴承室存在气隙空间，空气热导系数很低，空气流动较缓慢，转子-止推盘高速运动产生的热量无法快速有效地传导至电机壳体，轴承室温度降温速度比较缓慢，最终冷却效果不佳。

风冷方式是引入外部气源装置，向轴承室强加高压冷却气体，带动轴承室的空气流通进而带走热量，能在大幅度带走轴承室的热量，但这种风冷方式引入外部气源会导致电机结构更加复杂化，设计和制造难度增加，成本也会增加。引入外部气源后，可能带入一部分杂质进入电机腔体内，会对电机内部精密零件造成损伤甚至是破坏。

发明内容

因此，本发明提供一种气悬浮电机冷却结构、气悬浮电机，能够克服现有技术中单纯的水冷热传导效率偏低、强制风冷使电机结构复杂且存在引入外部杂质的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种气悬浮电机冷却结构，包括前端盖组件，所述前端盖组件内构造有轴承室，所述轴承室内设置有轴向气悬浮轴承，所述轴向气悬浮轴承包括相对设置的前轴向轴承及后轴向轴承，所述前轴向轴承与所述后轴向轴承之间夹设有止推盘，所述止推盘的外圆周壁上具有多个锯齿。

在一些实施方式中，所述多个所述锯齿沿着所述止推盘的周向均匀间隔设置，且相邻的两个所述锯齿之间形成夹角处于30°～60°之间。

在一些实施方式中，所述前端盖组件内还构造有第一气流通道，所述止推盘所驱动的气流能够经由所述第一气流通道进入电机的内腔内。

在一些实施方式中，所述前端盖组件内还构造有第一冷却水流道，所述第一冷却水流道与所述第一气流通道相邻设置。

在一些实施方式中，所述前端盖组件内还构造有第一气流通道，所述止推盘所驱动的气流能够经由所述第一气流通道进入电机的机壳内具有的第二气流通道内。

在一些实施方式中，所述机壳内设有第二冷却水流道，所述第二气流通道与所述第二冷却水流道间隔邻近设置，所述第二气流通道具有朝向绕组轴向端部的出风口。

在一些实施方式中，当包括第一冷却水流道，所述第一冷却水流道与所述第二冷却水流道连通。

在一些实施方式中，所述前端盖组件包括前端盖以及与其相对设置的轴承室壳体，所述轴承室壳体与所述前端盖夹设形成所述轴承室。