【技术实现步骤摘要】
本技术涉及磁悬浮电机，具体涉及一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构。
技术介绍
1、磁悬浮高速永磁电机的功率密度大、体积小，散热条件差。其部件之间存在低导热系数的材料，导致接触热阻增加，进而使得各部件之间的温度梯度增大，散热效率降低。而定子绕组温度的升高会导致导体阻值变大，增加绕组功耗，进一步使得温升增加，加速绕组的绝缘老化，严重会造成绕组的匝间和相间短路。同时，永磁体剩余磁场强度也随着温升的提高而下降，导致磁性能下降，进一步降低电机的效率。另外，电机各金属部件的硬度、强度等力学性能也随着温升的提高而下降，威胁电机的稳定可靠运行。
2、因此，在磁悬浮高速永磁电机初期设计和后续优化阶段，需根据电机的功率和损耗，设计相应的冷却系统，将热量迅速排到外部，防止热量积聚在电机内部，以此保证电机的工作温度合适，确保电机的安全运行并延长电机的使用寿命。一般而言，磁悬浮高速电机单独采用风冷进行冷却，当功率较大时，常采用风冷与水冷相结合的方式来冷却电机。
3、针对风冷冷却方式而言，既可以采用独立的外置风扇进行冷却，也可以在转轴安装同轴风扇进行冷却。后者无需额外提供动力，靠电机自身实现，同时降低整个冷却系统的体积，从而减小整机的占地面积。
4、现有的磁悬浮高速电机的同轴冷却风扇大多安装在转子端部，这会造成转子的悬臂段过长，轴向长度增加，导致电机的临界转速偏小。另外，大多数磁悬浮电机只对电机部分进行冷却，而忽略了磁轴承以及位移传感器部件的冷却。实际上，在轴、径向力需求大的场合，磁轴承所需的电流大，这会导致磁轴承部件发热严
5、同时，目前最常见的同轴风扇均为排气式。对于排气式同轴风扇，进风口位于同轴风扇进口，出风口设置在机壳上。这种结构的缺点是：冷却风经过同轴风扇，会发生摩擦生热，因此冷却风会有一定的温升，相当于增大了冷却风的初始温度，一定程度上会削弱与电机其它部件的对流换热强度。
技术实现思路
1、技术目的：针对上述现有磁悬浮电机冷却存在的不足，本技术公开了一种能够对电机内的部件充分进行冷却，保证冷却效果的同时不影响电机运行的磁悬浮高速电机同轴冷却结构。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：
3、一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，所述电机包括机壳、定子和转子，转子通过两端的轴承和轴承座转动安装在机壳内，在机壳的两端设置端盖，所述机壳通过端盖在电机的轴承座外周形成环形冷却腔，在转子中间段上设置同轴风扇，沿同轴风扇转动的产生气流流动方向在机壳的端盖上设置进风口，冷却气体自进风口进入电机内，机壳上在同轴风扇背离进风口的一侧设置排风口。
4、优选地，本技术的同轴风扇位于定子靠近负载叶轮的一侧，在定子与转子之间形成用于冷却气体通过的进风流道，冷却空气从进风口进入后，依次流经电机端部的轴承座安装区域以及定子安装区域。
5、优选地，本技术的机壳在同轴风扇背离定子的一侧设置排风罩，在排风罩上设置通风口，通过排风罩将冷却气体导流至与排风罩同侧的环形冷却腔内。
6、优选地，本技术的环形冷却腔按照进气流动方向分为进气环形冷却腔和出气环形冷却腔，机壳上的排风口与出气环形冷却腔连通。
7、优选地，本技术的机壳在处于进气环形冷却腔与定子之间区域的壳体上设置第二进风口。
8、优选地，本技术的进风口、第二进风口和排风口均沿转子的圆周方向均匀排布。
9、优选地，本技术的同轴风扇采用吸气式风扇。
10、有益效果：本技术所提供的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构具有如下有益效果：
11、1、本技术将同轴风扇设置在转子中间段位置，能够缩短转子悬臂段、减小电机的轴向长度，从而提高电机的临界转速，有利于充分发挥磁悬浮轴承的优势。
12、2、本技术通过机壳与端盖之间形成的环形冷却腔能够在冷却电机部分的同时，能够完成对电机的径向磁轴承、推力磁轴承以及位移传感器等部件的冷却，散热效率高。
13、3、本技术采用吸气式冷却风扇，能够降低冷却风进进入电机后的初始温度，有利于增强对流换热强度。
14、4、本技术在进气环形冷却腔和定子之间设置第二进风口，可以避免因为从进风口进入的冷却气体因冷却轴承和轴承座产生温升，导致对电机定子和转子冷却效果变差的问题。
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1.一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，所述电机包括机壳（1）、定子（2）和转子（3），转子（3）通过两端的轴承和轴承座转动安装在机壳（1）内，在机壳（1）的两端设置端盖（4），其特征在于，所述机壳（1）通过端盖（4）在电机的轴承座外周形成环形冷却腔（5），在转子（3）中间段上设置同轴风扇（6），沿同轴风扇（6）转动的产生气流流动方向在机壳的端盖（4）上设置进风口（7），冷却气体自进风口（7）进入电机内，机壳（1）上在同轴风扇（6）背离进风口（7）的一侧设置排风口（8）。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述同轴风扇（6）位于定子（2）靠近负载叶轮（9）的一侧，在定子（2）与转子（3）之间形成用于冷却气体通过的进风流道（10），冷却空气从进风口（7）进入后，依次流经电机端部的轴承座安装区域以及定子安装区域。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述机壳（1）在同轴风扇（6）背离定子（2）的一侧设置排风罩（11），在排风罩（11）上设置通风口，通过排风罩（11）将冷却气体导流至与排风罩（11）同
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述环形冷却腔（5）按照进气流动方向分为进气环形冷却腔和出气环形冷却腔，机壳（1）上的排风口（8）与出气环形冷却腔连通。
5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述机壳（1）在处于进气环形冷却腔与定子（2）之间区域的壳体上设置第二进风口（12）。
6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述进风口（7）、第二进风口（12）和排风口均沿转子（3）的圆周方向均匀排布。
7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述同轴风扇（6）采用吸气式风扇。
...【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，所述电机包括机壳（1）、定子（2）和转子（3），转子（3）通过两端的轴承和轴承座转动安装在机壳（1）内，在机壳（1）的两端设置端盖（4），其特征在于，所述机壳（1）通过端盖（4）在电机的轴承座外周形成环形冷却腔（5），在转子（3）中间段上设置同轴风扇（6），沿同轴风扇（6）转动的产生气流流动方向在机壳的端盖（4）上设置进风口（7），冷却气体自进风口（7）进入电机内，机壳（1）上在同轴风扇（6）背离进风口（7）的一侧设置排风口（8）。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其特征在于，所述同轴风扇（6）位于定子（2）靠近负载叶轮（9）的一侧，在定子（2）与转子（3）之间形成用于冷却气体通过的进风流道（10），冷却空气从进风口（7）进入后，依次流经电机端部的轴承座安装区域以及定子安装区域。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮高速电机同轴冷却结构，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯歌，张涛，张冰冰，吴立华，董继勇，
申请(专利权)人：南京磁谷科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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