高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法与流程

专利检索2025-03-19  22


本发明涉及磁悬浮电机冷却,尤其涉及一种高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法。


背景技术:

1、热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。热泵循环的工作机制主要是通过工质相变来实现能量的转移(见图1和图2),低温热源(tlow)通过蒸发器将低温低压的气液混合工质(t1,p1)蒸发到低温低压的过热气体工质(t2,p2),经热泵压缩机对过热气体加压,变为高温高压的过热气体工质(t3,p3),在通过冷凝器与高温热源(thot)进行换热,将热量转移到高温热源,高温高压的过热气体工质变为高温高压的饱和液态工质(t4,p4),在通过减压阀对饱和液态工质减压变为气液混合工质(t1,p1)进入下一循环。通过该循环过程,将低温热源的热量“泵”入了高温热源。

2、压缩机是热泵循环系统的关键设计,其工作效率和稳定性影响整个热泵循环系统的效率和稳定性。现有热泵压缩机为了高效运行,通常选用高效率、高速度地磁悬浮电机与压缩机直连,为压缩机提供动力源,热泵压缩机根据热源参数为了实现热能的高效转移会在磁悬浮电机两侧悬挂压气叶轮,做成全封闭式两级磁悬浮电机直驱热泵压缩机,如图3所示,图中1为第一级压气机壳,2为第一级压气叶轮,3为第一级级间气封,4为第一级连接法兰,5为电机转子,6为磁悬浮电机,7为第二级级间气封,8为第二级连接法兰,9为第二级压气机壳,10为第二级压气叶轮。

3、磁悬浮电机转子由永磁体和磁悬浮轴承组成,它悬浮在空气中并跟随旋转磁场旋转,从而实现了动力输出,然而转子在旋转输出动力的过程中会不停的散热,使转子的温度不断升高,当转子温度过高时,会导致转子永磁体不可逆失磁。故磁悬浮电机转子的冷却极为重要。

4、现有针对磁悬浮电机转子的冷却为自然风冷、强迫风冷和水冷,自然风冷会通过动静间歇,将空气流入压缩机工质,进而影响压缩机效率,强迫风冷针对两侧均悬挂压气叶轮的热泵压缩机而言,其内部结构复杂,无法设置风扇,水冷会对电机转子造成冲击和腐蚀,不利用电机长期稳定运行,且内部结构复杂。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,旨在解决现有技术中自然风冷会通过动静间歇,将空气流入压缩机工质,进而影响压缩机效率,强迫风冷针对两侧均悬挂压气叶轮的热泵压缩机而言,其内部结构复杂,无法设置风扇,水冷会对电机转子造成冲击和腐蚀,不利用电机长期稳定运行,且内部结构复杂的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明采用的一种高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,包括如下步骤:

3、步骤一:通过蒸发器、热泵压缩机、冷凝器和减压阀将低温热源的热能转移到高温热源;

4、步骤二:采集热泵压缩机出口处的温度,并传输至外部控制器;

5、步骤三:控制器根据传来的温度控制冷却机构对热泵压缩机内的电机转子进行冷却。

6、其中,当所述热泵压缩机出口处的温度小于50度时,此时所述热泵压缩机出口的温度小于所述热泵压缩机内的电机转子的温度;

7、所述冷却机构包括电机冷却进气和电机冷却出气,所述电机冷却进气与所述热泵压缩机出口和所述热泵压缩机的电机转子连接,所述电机冷却出气与所述热泵压缩机进口和所述热泵压缩机的电机转子连接;

8、具体冷却过程为:

9、所述热泵压缩机出口的气体经所述电机冷却进气通入电机内部,对电机转子冷却后通过所述电机冷却出气通入压缩机进口完成冷却。

10、其中,当所述热泵压缩机出口处的温度大于或等于50度时,此时所述热泵压缩机出口的温度大于所述热泵压缩机内的电机转子的温度;

11、所述冷却机构包括电机冷却进气、电机冷却出气、气液分离器和工质泵,所述气液分离器与低温低压的工质连接,所述工质泵与所述气液分离器连接,所述电机冷却进气与所述工质泵和所述热泵压缩机的电机转子连接,所述电机冷却出气与所述热泵压缩机进口和所述热泵压缩机的电机转子连接;

12、具体冷却过程为:

13、通过将低温低压的工质引入所述气液分离器,气液分离器对低温低压的工质进行分离;

14、分离后的低温液体通入所述蒸发器完成后续工序,低温气体通过所述工质泵增压,成为低温高压的气态工质通入电机冷却介质进口对电机转子进行冷却;

15、完成冷却后的低温高压气态工质通入所述压缩机进口,继续压缩完成后续工序。

16、其中,当所述热泵压缩机出口处的温度大于或等于50度时,此时所述热泵压缩机出口的温度大于所述热泵压缩机内的电机转子的温度;

17、所述冷却机构包括电机冷却进气、电机冷却出气和预热器,所述预热器设置在所述减压阀和所述蒸发器之间,且所述预热器与所述压缩机和电机冷却进气连接,所述电机冷却出气与所述热泵压缩机进口和所述热泵压缩机的电机转子连接;

18、具体冷却过程为:

19、所述热泵压缩机出口引出的高温高压气态工质与所述减压阀引出的低温低压气液混合工质在所述预热器换热;

20、换热完成的高温高压气态工质变为低温高压气态工质,再经所述电机冷却进气通入电机内部对电机转子进行冷却;

21、冷却完成的低温高压气态工质通入所述热泵压缩机进口,继续压缩完成后续工序。

22、本发明的一种高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,通过蒸发器、热泵压缩机、冷凝器和减压阀将低温热源的热能转移到高温热源,采集热泵压缩机出口处的温度,并传输至外部控制器,控制器根据传来的温度控制冷却机构对热泵压缩机内的电机转子进行冷却,以此方式解决了现有技术中自然风冷会通过动静间歇,将空气流入压缩机工质,进而影响压缩机效率,强迫风冷针对两侧均悬挂压气叶轮的热泵压缩机而言,其内部结构复杂,无法设置风扇,水冷会对电机转子造成冲击和腐蚀,不利用电机长期稳定运行,且内部结构复杂的技术问题。



技术特征:

1.一种高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,其特征在于,

3.如权利要求1所述的高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,其特征在于,

4.如权利要求1所述的高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,其特征在于,


技术总结
本发明涉及磁悬浮电机冷却技术领域,尤其涉及一种高速磁悬浮电机直驱热泵压缩机电机转子冷却方法,通过蒸发器、热泵压缩机、冷凝器和减压阀将低温热源的热能转移到高温热源,采集热泵压缩机出口处的温度,并传输至外部控制器,控制器根据传来的温度控制冷却机构对热泵压缩机内的电机转子进行冷却,以此方式解决了现有技术中自然风冷会通过动静间歇,将空气流入压缩机工质,进而影响压缩机效率,强迫风冷针对两侧均悬挂压气叶轮的热泵压缩机而言,其内部结构复杂,无法设置风扇,水冷会对电机转子造成冲击和腐蚀,不利用电机长期稳定运行,且内部结构复杂的技术问题。

技术研发人员:李鹏春,邓浩,谢小华,周东,刁钟洋,但光局,龚由春
受保护的技术使用者:重庆江增船舶重工有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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