本发明涉及空压机,具体而言,涉及一种混合冷却电机及空压机。
背景技术:
1、气浮轴承高速电机及空压机在工作时,电机转速可达几万转至十几万转,功率密度大,其功率密度导致电机本体对整机散热的要求更高。气悬浮高速电机在长时高速运行的过程中,电机定、转子及配套空气动压轴承往往容易出现积热现象,从而导致气浮轴承受热损坏,转轴热伸长、严重时导致整机失效。
2、目前,现有技术中的离心空压机冷却系统均为电机机壳水冷,通过机壳上设置冷却水道对机壳内部定、转子冷却,最容易过热损坏的空气轴承通过压缩端泄漏的高压气体进行冷却。但是,在空压机整机装车后,冷却水水温上升,冷却气浮轴承的气体温度也显著升高,整机温度已达到安全绝缘温度,其冷却效果堪忧。或者,现有技术中一些电机的气冷为通过气体在内部循环将温度传导到机壳的壳壁进行散热,导致散热效果较差。因此,亟需解决电机的定子和转子发热严重影响使用寿命的问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种混合冷却电机及空压机,以解决现有技术中的定子和转子发热严重影响使用寿命的问题。
2、根据本发明的一个方面,提供了一种混合冷却电机,包括:机壳,机壳的壳壁内部设置有进气流道和用于通入冷却液的液冷通道,壳壁的内表面上开设有冷却流道,冷却流道与进气流道连通;定子,定子设置在机壳内,定子的外壁与壳壁的内表面配合;转子,转子转动设置在定子内部;其中,进气流道用于从机壳的外部引入气体,冷却流道至少用于将进气流道引入的气体输送至定子。
3、进一步地,定子开设有气冷道,气冷道的一端与冷却流道连通,气冷道的另一端与转子连通,气冷道用于将冷却流道中的气体输送到转子。
4、进一步地,定子包括多个堆叠设置的定子冲片,一部分定子冲片具有径向设置的通气槽,多个通气槽组成气冷道。
5、进一步地,冷却流道为螺旋形的凹槽,冷却流道环绕定子设置。
6、进一步地,进气流道包括依次连通的第一流段、第二流段和第三流段,其中,第一流段与机壳的外部连接,第一流段、第三流段均沿壳壁的轴向延伸,第三流段相对于第一流段靠近定子,第三流段和冷却流道连通。
7、进一步地,混合冷却电机还包括第一端盖,第一端盖和机壳的一端连接,第一端盖内设置第一轴承,第一轴承和转子的一端配合;第一端盖内具有第一分支气道,第一分支气道的一端和进气流道连通,第一分支气道的另一端与第一轴承所在的腔体连通。
8、进一步地,混合冷却电机还包括第二端盖,第二端盖和机壳的另一端连接,第二端盖内设置第二轴承,第二轴承和转子的另一端配合;第二端盖内具有第二分支气道,第二分支气道的一端和进气流道连通,第二分支气道的另一端与第二轴承所在的腔体连通。
9、进一步地,液冷通道和进气流道在壳壁的周向间隔设置,液冷通道包括多个相互连通的液冷段,多个液冷段沿机壳的轴向分布。
10、进一步地,混合冷却电机还包括第一端盖和第二端盖,第一端盖和第二端盖分别位于机壳的两端;其中,机壳、第一端盖或第二端盖上开设有出气孔,出气孔的一端与外部连通,出气孔的另一端与机壳的内部连通。
11、根据本发明的另一方面,提供了一种空压机,包括一级蜗壳、一级叶轮和上述的混合冷却电机,一级蜗壳和混合冷却电机的一端连接,一级叶轮位于一级蜗壳内且和转子的一端连接;其中,一级蜗壳内压缩的气体中的一部分输送至混合冷却电机的进气流道。
12、进一步地,空压机还包括连接管和引气管,连接管的一端和一级蜗壳的出口连通,连接管上设置有引气孔,引气管的两端分别和引气孔、进气流道的入口连通。
13、进一步地,空压机还包括连接管、二级蜗壳和二级叶轮,二级蜗壳和混合冷却电机的另一端连接,二级叶轮位于二级蜗壳内且和转子的另一端连接,连接管的两端分别和一级蜗壳、二级蜗壳连通,以将一级蜗壳压缩的空气输送到二级蜗壳进行再次压缩。
14、应用本发明的技术方案,提供了一种混合冷却电机,包括:机壳,机壳的壳壁内部设置有进气流道和用于通入冷却液的液冷通道,壳壁的内表面上开设有冷却流道,冷却流道与进气流道连通;定子,定子设置在机壳内,定子的外壁与壳壁的内表面配合;转子,转子转动设置在定子内部;其中,进气流道用于从机壳的外部引入气体,冷却流道至少用于将进气流道引入的气体输送至定子。采用本方案,将外部气体通过设在壳壁内的进气流道引入机壳的内部,引入的外部气体和定子、转子接触,这样可通过外部气体吸收定子和转子产生的热量;并且机壳内还设置有液冷通道,液冷通道同时对机壳内部进行散热。冷却流道开设在壳壁的内表面上,进气流道将外部引入的气体输送到冷却流道,冷却流道将气体输送到定子,对定子进行降温冷却。本方案通过气冷和液冷两种方式对电机进行散热,提高散热效率。
1.一种混合冷却电机,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的混合冷却电机,其特征在于,所述定子(20)开设有气冷道(21),所述气冷道(21)的一端与所述冷却流道(13)连通,所述气冷道(21)的另一端与所述转子(30)连通,所述气冷道(21)用于将所述冷却流道(13)中的气体输送到所述转子(30)。
3.根据权利要求2所述的混合冷却电机,其特征在于,所述定子(20)包括多个堆叠设置的定子冲片(22),一部分所述定子冲片(22)具有径向设置的通气槽(221),多个所述通气槽(221)组成所述气冷道(21)。
4.根据权利要求1所述的混合冷却电机,其特征在于,所述冷却流道(13)为螺旋形的凹槽,所述冷却流道(13)环绕所述定子(20)设置。
5.根据权利要求1所述的混合冷却电机,其特征在于,所述进气流道(11)包括依次连通的第一流段(111)、第二流段(112)和第三流段(113),其中,所述第一流段(111)与所述机壳(10)的外部连接,所述第一流段(111)、所述第三流段(113)均沿所述壳壁的轴向延伸,所述第三流段(113)相对于所述第一流段(111)靠近所述定子(20),所述第三流段(113)和所述冷却流道(13)连通。
6.根据权利要求1所述的混合冷却电机,其特征在于,所述混合冷却电机还包括第一端盖(40),所述第一端盖(40)和所述机壳(10)的一端连接,所述第一端盖(40)内设置第一轴承,所述第一轴承和所述转子(30)的一端配合;所述第一端盖(40)内具有第一分支气道(41),所述第一分支气道(41)的一端和所述进气流道(11)连通,所述第一分支气道(41)的另一端与所述第一轴承所在的腔体连通。
7.根据权利要求6所述的混合冷却电机,其特征在于,所述混合冷却电机还包括第二端盖(50),所述第二端盖(50)和所述机壳(10)的另一端连接,所述第二端盖(50)内设置第二轴承,所述第二轴承和所述转子(30)的另一端配合;所述第二端盖(50)内具有第二分支气道(51),所述第二分支气道(51)的一端和所述进气流道(11)连通,所述第二分支气道(51)的另一端与所述第二轴承所在的腔体连通。
8.根据权利要求1所述的混合冷却电机,其特征在于,所述液冷通道(12)和所述进气流道(11)在所述壳壁的周向间隔设置,所述液冷通道(12)包括多个相互连通的液冷段(121),多个所述液冷段(121)沿所述机壳(10)的轴向分布。
9.根据权利要求1所述的混合冷却电机,其特征在于,所述混合冷却电机还包括第一端盖(40)和第二端盖(50),所述第一端盖(40)和所述第二端盖(50)分别位于所述机壳(10)的两端;其中,所述机壳(10)、所述第一端盖(40)或所述第二端盖(50)上开设有出气孔,所述出气孔的一端与外部连通,所述出气孔的另一端与所述机壳(10)的内部连通。
10.一种空压机,其特征在于,包括一级蜗壳(61)、一级叶轮(62)和权利要求1至9任一项所述的混合冷却电机,所述一级蜗壳(61)和所述混合冷却电机的一端连接,所述一级叶轮(62)位于所述一级蜗壳(61)内且和所述转子(30)的一端连接;其中,所述一级蜗壳(61)内压缩的气体中的一部分输送至所述混合冷却电机的进气流道(11)。
11.根据权利要求10所述的空压机,其特征在于,所述空压机还包括连接管(63)和引气管,所述连接管(63)的一端和所述一级蜗壳(61)的出口连通,所述连接管(63)上设置有引气孔(631),所述引气管的两端分别和所述引气孔(631)、所述进气流道(11)的入口连通。
12.根据权利要求10所述的空压机,其特征在于,所述空压机还包括连接管(63)、二级蜗壳(64)和二级叶轮(65),所述二级蜗壳(64)和所述混合冷却电机的另一端连接,所述二级叶轮(65)位于所述二级蜗壳(64)内且和所述转子(30)的另一端连接,所述连接管(63)的两端分别和所述一级蜗壳(61)、所述二级蜗壳(64)连通,以将所述一级蜗壳(61)压缩的空气输送到所述二级蜗壳(64)进行再次压缩。