【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高速永磁同步电机及空气悬浮鼓风机，属于电机散热。
技术介绍
1、高速永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优点，在工业、交通等领域得到了广泛应用。然而，随着电机转速的提高，对于电机的散热问题变得尤为重要。
2、目前，对于高速永磁同步电机的散热方式主要有水冷、风冷或者混合冷却的方式。水冷散热具有散热效率高、方便精确调节，节省空间的优点，但是存在维护成本高，冷却系统设计复杂，转子的散热效果不佳的缺点。风冷散热虽然成本低，结构简单，但是应用在空气悬浮鼓风机中的高速永磁同步电机仍然存在转子、定子绕组和前径向空气轴承散热不充分的问题，影响空气悬浮流体设备的稳定运行。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高速永磁同步电机，通过优化电机的散热风道和转子的结构，大大提升对电机的散热效果，确保了电机在高功率下的稳定运行。
2、同时，还提供了基于上述高速永磁同步电机的空气悬浮鼓风机。
3、本专利技术的技术方案为：
4、一种高速永磁同步电机，包括电机壳，电机壳的内部设置有转子以及环绕设置在转子外的定子，转子和定子之间的间隙为第一散热风道；
5、在定子与电机壳之间设置有封闭挡环，用于对由电机壳进入的冷却风进行分流；电机壳上设置有第一进风口和第二进风口，第一进风口和第二进风口分别位于封闭挡环的两侧，使得定子和电机壳之间形成第二散热风道和第三散热风道；
6、转子的两端与电机壳之间设置有第一轴承座和第二
7、电机壳的两端为敞口，电机壳的左端由外到内依次设置外端盖和内端盖，外端盖和内端盖之间设置有轴向空气止推轴承；并且第一轴承座固定在内端盖的内侧；电机壳的右端设置有后径向空气轴承端盖，第二轴承座固定在后径向空气轴承端盖的内侧；
8、定子、电机壳与后径向空气轴承端盖之间形成第二腔体，定子、电机壳与内端盖之间形成第一腔体，第二散热风道与第一腔体相连通，第三散热风道与第二腔体相连通，并且第一腔体通过第一散热风道与第二腔体相连通；
9、转子上靠近前径向空气轴承的位置设置有引流叶轮，用于将前径向空气轴承和第一腔体中的空气引流至第一散热风道；
10、转子的尾端还设置有散热叶轮，用于将各个散热风道中的冷却风引流至电机外部。
11、根据本专利技术优选的，后径向空气轴承端盖上设置有第一通气孔，
12、散热叶轮的外部设置有第二蜗壳，第二蜗壳的外部环绕设置有导流罩，导流罩的端部设置有盖板，并且第二蜗壳的外径小于第一通气孔到转子中心的距离。
13、根据本专利技术优选的，转子包括永磁芯体、堵头、护套、轴头和拉杆，永磁芯体的两端设置有堵头，并且永磁芯体和堵头的外部设置有护套，堵头的外部设置有凸台，轴头套装在凸台的外部；
14、一个拉杆贯穿轴头，并与凸台的内部进行螺纹连接；另一个拉杆由外到内依次贯穿散热叶轮、轴头，并与凸台的内部进行螺纹连接；
15、前径向空气轴承设置在第一轴承座与轴头之间，后径向空气轴承设置在第二轴承座与轴头之间；
16、引流叶轮套装在凸台的外部，并且引流叶轮的两个端面分别与轴头的端面、堵头的端面相抵接。
17、根据本专利技术优选的，引流叶轮包括相互连接的第一圆环和第二圆环，第一圆环的内径与第二圆环的内径相同，第一圆环的外径小于第二圆环的外径；
18、第二圆环上设置有若干个叶片，并且叶片环绕设置在第一圆环的周向；
19、第一圆环与轴头的端面相抵接，第二圆环与堵头的端面相抵接。
20、根据本专利技术优选的，叶片沿着一定角度环绕设置在第一圆环的周向，角度可以是45-60°，叶片的数量是6-12片。
21、根据本专利技术优选的，拉杆包括依次连接的螺纹部、退刀槽、限位部和连接部，退刀槽与限位部之间还设置有定位部，退刀槽、定位部和限位部呈阶梯设置；
22、螺纹部与堵头的内螺纹孔相连接，内螺纹孔的边缘设置有定位孔，定位孔的直径大于内螺纹孔的孔径，定位部与定位孔间隙配合；限位部与凸台的顶部相抵接。
23、根据本专利技术优选的，定位部的直径大于螺纹部的外径，并且定位部的直径小于限位部的直径。
24、根据本专利技术优选的，电机壳靠近后径向空气轴承端盖的位置开设有第四进风口，和/或者电机壳靠近内端盖的位置开设有第三进风口；定子包括定子铁芯和定子绕组，第三进风口与左端的定子绕组的位置相对应，或第四进风口与右端的定子绕组的位置相对应。
25、根据本专利技术优选的，第一进风口的面积、第二进风口的面积均大于第三进风口的面积或者第四进风口的面积。
26、根据本专利技术优选的，定子铁芯的外部还设置有第一连接环和第二连接环，并且第一连接环和第二连接环位于封闭挡环的两侧，第一连接环位于靠近内端盖的位置，第二连接环位于靠近后径向空气轴承端盖的位置，第一连接环上开设若干个第二通气孔，第二连接环上也开设若干个第三通气孔。
27、根据本专利技术优选的，电机壳设置有若干个散热凹槽。
28、另一方面，本专利技术还提供了一种基于所述高速永磁同步电机的空气悬浮鼓风机，包括上述高速永磁同步电机、第一风机叶轮和第一蜗壳，第一风机叶轮套装在转子的左端，第一蜗壳套装在第一风机叶轮的外部，第一蜗壳固定在外端盖的外部。
29、本专利技术的有益效果为：
30、1.本专利技术提供了一种高速永磁同步电机，通过优化电机内部的散热风道的设计、转子结构的改进，协同提升电机内部前径向空气轴承、定子、转子的散热效果，大大降低风机的运行温度，对于空悬浮鼓风机及空气悬浮空气悬浮空压机的温度运行具有重要的意义。
31、2.通过在电机壳上开设了第一进气口、第二进气口以及在定子与电机壳之间设置封闭挡环，使得电机壳和定子之间形成第二散热风道和第三散热风道，增强对定子绕组、转子的散热效果，尤其提升对右端定子端绕组的散热效果。
32、3.本专利技术提供了一种拉杆式转子结构，通过在转子结构上设置引流叶轮不仅能够对前径向空气轴承中的气体进行引流，起到降低前径向空气轴承温度的作用；而且能够更有效地引导第一腔体内部的气流，增强对左端定子绕组的散热效果；提高对高速永磁同步电机的整体散热效率。
33、4.通过在拉杆的退刀槽与限位部之间还设置有定位部，能够从转子的轴向和径向两个角度对拉杆的位置进行限位，提高转子中永磁芯体与两端拉杆的同心度，有利于电机的稳定运行，降低维护成本，提高电机的使用寿命。
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1.一种高速永磁同步电机，其特征在于，包括电机壳，电机壳的内部设置有转子以及环绕设置在转子外的定子，转子和定子之间的间隙为第一散热风道；在定子与电机壳之间设置有封闭挡环，电机壳上设置有第一进风口和第二进风口，第一进风口和第二进风口分别位于封闭挡环的两侧，使得定子和电机壳之间形成第二散热风道和第三散热风道；转子的两端与电机壳之间设置有第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座与转子之间设置有前径向空气轴承，第二轴承座与转子之间设置有后径向空气轴承；电机壳的两端为敞口，电机壳的左端由外到内依次设置外端盖和内端盖，外端盖和内端盖之间设置有轴向空气止推轴承；并且第一轴承座固定在内端盖的内侧；电机壳的右端设置有后径向空气轴承端盖，第二轴承座固定在后径向空气轴承端盖的内侧；定子、电机壳与后径向空气轴承端盖之间形成第二腔体，定子、电机壳与内端盖之间形成第一腔体，第二散热风道与第一腔体相连通，第三散热风道与第二腔体相连通，并且第一腔体通过第一散热风道与第二腔体相连通；转子上靠近前径向空气轴承的位置设置有引流叶轮，用于将前径向空气轴承和第一腔体中的空气引流至第一散热风道；转子的尾端还设置有散热叶轮，用于将
2.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，后径向空气轴承端盖上设置有第一通气孔，散热叶轮的外部设置有第二蜗壳，第二蜗壳的外部环绕设置有导流罩，导流罩的端部设置有盖板，并且第二蜗壳的外径小于第一通气孔到转子中心的距离。
3.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，转子包括永磁芯体、堵头、护套、轴头和拉杆，永磁芯体的两端设置有堵头，并且永磁芯体和堵头的外部设置有护套，堵头的外部设置有凸台，轴头套装在凸台的外部；一个拉杆贯穿轴头，并与凸台的内部进行螺纹连接；另一个拉杆由外到内依次贯穿散热叶轮、轴头，并与凸台的内部进行螺纹连接；前径向空气轴承设置在第一轴承座与轴头之间，后径向空气轴承设置在第二轴承座与轴头之间；引流叶轮套装在凸台的外部，并且引流叶轮的两个端面分别与轴头的端面、堵头的端面相抵接。
4.根据权利要求3所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，引流叶轮包括相互连接的第一圆环和第二圆环，第一圆环的内径与第二圆环的内径相同，第一圆环的外径小于第二圆环的外径；第二圆环上设置有若干个叶片，并且叶片环绕设置在第一圆环的周向；第一圆环与轴头的端面相抵接，第二圆环与堵头的端面相抵接。
5.根据权利要求3所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，拉杆包括依次连接的螺纹部、退刀槽、限位部和连接部，退刀槽与限位部之间还设置有定位部，退刀槽、定位部和限位部呈阶梯设置；
6.根据权利要求5所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，定位部的直径大于螺纹部的外径，并且定位部的直径小于限位部的直径。
7.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，电机壳靠近后径向空气轴承端盖的位置开设有第四进风口，和/或者电机壳靠近内端盖的位置开设有第三进风口；定子包括定子铁芯和定子绕组，第三进风口与左端的定子绕组的位置相对应，或第四进风口与右端的定子绕组的位置相对应。
8.根据权利要求7所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，第一进风口的面积、第二进风口的面积均大于第三进风口的面积或者第四进风口的面积。
9.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，定子铁芯的外部还设置有第一连接环和第二连接环，并且第一连接环和第二连接环位于封闭挡环的两侧，第一连接环位于靠近内端盖的位置，第二连接环位于靠近后径向空气轴承端盖的位置，第一连接环上开设若干个第二通气孔，第二连接环上也开设若干个第三通气孔。
10.一种空气悬浮鼓风机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的高速永磁同步电机、第一风机叶轮和第一蜗壳，第一风机叶轮套装在转子的左端，第一蜗壳套装在第一风机叶轮的外部，第一蜗壳固定在外端盖的外部。
...【技术特征摘要】
1.一种高速永磁同步电机，其特征在于，包括电机壳，电机壳的内部设置有转子以及环绕设置在转子外的定子，转子和定子之间的间隙为第一散热风道；在定子与电机壳之间设置有封闭挡环，电机壳上设置有第一进风口和第二进风口，第一进风口和第二进风口分别位于封闭挡环的两侧，使得定子和电机壳之间形成第二散热风道和第三散热风道；转子的两端与电机壳之间设置有第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座与转子之间设置有前径向空气轴承，第二轴承座与转子之间设置有后径向空气轴承；电机壳的两端为敞口，电机壳的左端由外到内依次设置外端盖和内端盖，外端盖和内端盖之间设置有轴向空气止推轴承；并且第一轴承座固定在内端盖的内侧；电机壳的右端设置有后径向空气轴承端盖，第二轴承座固定在后径向空气轴承端盖的内侧；定子、电机壳与后径向空气轴承端盖之间形成第二腔体，定子、电机壳与内端盖之间形成第一腔体，第二散热风道与第一腔体相连通，第三散热风道与第二腔体相连通，并且第一腔体通过第一散热风道与第二腔体相连通；转子上靠近前径向空气轴承的位置设置有引流叶轮，用于将前径向空气轴承和第一腔体中的空气引流至第一散热风道；转子的尾端还设置有散热叶轮，用于将各个散热风道中的冷却风引流至电机外部。
2.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，后径向空气轴承端盖上设置有第一通气孔，散热叶轮的外部设置有第二蜗壳，第二蜗壳的外部环绕设置有导流罩，导流罩的端部设置有盖板，并且第二蜗壳的外径小于第一通气孔到转子中心的距离。
3.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机，其特征在于，转子包括永磁芯体、堵头、护套、轴头和拉杆，永磁芯体的两端设置有堵头，并且永磁芯体和堵头的外部设置有护套，堵头的外部设置有凸台，轴头套装在凸台的外部；一个拉杆贯穿轴头，并与凸台的内部进行螺纹连接；另一个拉杆由外到内依次贯穿散热叶轮、轴头，并与凸台的内部进行螺纹连接；前径向空气轴承设置在第一轴承座与轴头之间，后径向空气轴承设置在第二轴承座...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大同，刘晋，柳向楠，杨耀鹏，吴炎，
申请(专利权)人：山东华东风机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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