專利名稱：高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)，但又不可或缺。為了使這個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)光大，就必需將先進(jìn)的材料、電機(jī)設(shè)計(jì)理論、電力電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)和控制理論等運(yùn)用到電機(jī)領(lǐng)域。高速電機(jī)作為電機(jī)中的一個(gè)特殊品種，在渦輪增壓器、空氣壓縮機(jī)、泵電機(jī)、分子離心機(jī)、電動(dòng)工具、飛輪儲(chǔ)能裝置、分布式渦輪發(fā)電機(jī)、高速磨床、電主軸等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這些應(yīng)用場(chǎng)合中，有的是對(duì)于速度本身的要求，有的是因?yàn)楦咚匐姍C(jī)及其負(fù)載的功率密度很高因而系統(tǒng)體積小，也有的是因?yàn)槟承┴?fù)載在高速運(yùn)行時(shí)效率才高。由于轉(zhuǎn)速高，電機(jī)的功率密度大，其幾何尺寸遠(yuǎn)小于輸出功率相同的中低速電機(jī)， 因此可以有效地節(jié)約材料；由于高速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，因此動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快；又由于高速電機(jī)可與原動(dòng)機(jī)或負(fù)載直接相連，省去了傳統(tǒng)的機(jī)械變速裝置，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的體積和質(zhì)量都會(huì)減小，因而可減小噪音，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。以渦輪增壓器為例，當(dāng)使用超高速電機(jī)時(shí)，其電機(jī)、渦輪機(jī)和壓縮機(jī)的體積都大幅減小而效率得到有效改善。近年來，用于分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)的微型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)高速發(fā)電機(jī)越來越受到人們的關(guān)注。永磁電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、力能密度高和無勵(lì)磁損耗等優(yōu)點(diǎn)，最適合用于高速電機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有轉(zhuǎn)速高、功率密度大、慣性小、響應(yīng)快、性能可靠、壽命長(zhǎng)久、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小以及節(jié)省制造材料等優(yōu)異性能，并可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，包括外殼、由線圈繞組和鐵芯構(gòu)成的定子、置于定子內(nèi)安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子、安裝在外殼兩端的軸承座以及安裝在軸承座內(nèi)用以支承轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，其特征在于所述外殼兩端的軸承座內(nèi)均安裝有動(dòng)壓氣體徑向軸承，其中一軸承座于動(dòng)壓氣體徑向軸承的外端安裝有動(dòng)壓氣體止推軸承，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸固定安裝在動(dòng)壓氣體徑向軸承和動(dòng)壓氣體止推軸承的軸孔內(nèi)； 所述動(dòng)壓氣體徑向軸承包括間隙套合的外套、內(nèi)套，以及固定在外套兩端的密封環(huán)，所述外套固定在軸承座內(nèi)，所述內(nèi)套的軸孔與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定安裝，所述內(nèi)套的外周壁形成有均勻分布的具有與外套的內(nèi)壁構(gòu)成楔形空間的槽紋，所述內(nèi)套的兩端面對(duì)稱形成有呈葉輪狀分布且貫通端面內(nèi)外圓的槽紋，所述密封環(huán)與內(nèi)套的兩端面間隙配合；所述動(dòng)壓氣體止推軸承包括兩個(gè)外盤以及呈間隙配合置于兩個(gè)外盤之間的內(nèi)盤，其中內(nèi)盤的兩端面對(duì)稱形成有呈葉輪狀分布且貫通端面內(nèi)外圓的槽紋，兩個(gè)外盤的凸出內(nèi)盤的部分之間墊著厚于內(nèi)盤以提供內(nèi)盤轉(zhuǎn)動(dòng)間隙的墊環(huán)，并由端蓋夾緊固定在軸承座，所述內(nèi)盤的軸孔與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定安裝?？蓛?yōu)選地，所述內(nèi)套與外套、內(nèi)盤與外盤的配合間隙均為0. 001 0. 008mm。在上述基礎(chǔ)上，所述外殼的內(nèi)壁固定安裝有水套，所述定子固定在水套內(nèi)，水套的外周壁形成有導(dǎo)流槽以及于導(dǎo)流槽區(qū)域的兩側(cè)用以安裝密封圈的環(huán)槽，于外殼的殼壁上開設(shè)有分別與導(dǎo)流槽的兩端口連通的入水口和出水口。可優(yōu)選地，所述導(dǎo)流槽設(shè)成螺旋狀。采用本實(shí)用新型所帶來的有益效果在本實(shí)用新型的高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中，用來支承轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向軸承和止推軸承均采用動(dòng)壓氣體軸承，動(dòng)壓氣體軸承以氣體作為潤(rùn)滑劑，利用高壓氣膜支撐轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)動(dòng)壓氣體徑向軸承的內(nèi)套和動(dòng)壓氣體止推軸承的內(nèi)盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在與之對(duì)應(yīng)的外套和外盤的配合間隙內(nèi)產(chǎn)生氣楔，由此而形成支承內(nèi)套和內(nèi)盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)的高壓氣膜，并且利用離心葉輪原理，把更多的空氣壓入到氣隙內(nèi)，以形成更加高壓的氣膜，使得本實(shí)用新型的高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、功率密度大、慣性小、響應(yīng)快、性能可靠、壽命長(zhǎng)久、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步地，在電機(jī)外殼內(nèi)安裝作為水冷系統(tǒng)的水套，相對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)所需要加工的散熱鰭片，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)省大量制造材料，并且產(chǎn)業(yè)化實(shí)施容易。它不但解決了高速電機(jī)定子鐵耗和轉(zhuǎn)子渦流損耗嚴(yán)重的問題，而且解決了高速電機(jī)存在轉(zhuǎn)速不高、壽命短的問題，同時(shí)還解決了由于電機(jī)轉(zhuǎn)速不高、電機(jī)的功率密度不大所帶來的電機(jī)幾何尺寸較大， 并因此導(dǎo)致的電機(jī)材料耗費(fèi)較多、慣性較大、響應(yīng)較慢的問題。本實(shí)用新型高速永磁電機(jī)既可以作為高速電動(dòng)機(jī)使用，也可以作為高速發(fā)電機(jī)使用，尤其適合以微型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的高速發(fā)電機(jī)作為分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)使用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖1為本實(shí)用新型高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的內(nèi)盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的內(nèi)套端面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-3所示，一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，包括外殼1、由線圈繞組201和鐵芯202構(gòu)成的定子2、置于定子2內(nèi)安裝有永磁體301的轉(zhuǎn)子3、安裝在外殼1兩端的軸承座^、4b。外殼1兩端的軸承座^、4b內(nèi)均安裝有動(dòng)壓氣體徑向軸承5，其中一軸承座4b 于動(dòng)壓氣體徑向軸承5的外端安裝有動(dòng)壓氣體止推軸承6。定子2和轉(zhuǎn)子3為已公知技術(shù)， 這里不再詳述。動(dòng)壓氣體徑向軸承5包括間隙套合的外套501、內(nèi)套502，以及固定在外套501兩端的密封環(huán)503，外套501分別固定在軸承座如、4b內(nèi)，內(nèi)套502的軸孔與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸302通過已公知的鍵連接固定安裝，內(nèi)套502的外周壁形成有均勻分布的具有與外套501的內(nèi)壁構(gòu)成楔形空間的槽紋，內(nèi)套502的兩端面對(duì)稱形成有呈葉輪狀分布且貫通端面內(nèi)外圓的槽紋5021，密封環(huán)503與內(nèi)套502的兩端面間隙配合。動(dòng)壓氣體止推軸承6包括兩個(gè)外盤601以及呈間隙配合置于兩個(gè)外盤601之間的內(nèi)盤602，其中內(nèi)盤602的兩端面對(duì)稱形成有呈葉輪狀分布且貫通端面內(nèi)外圓的槽紋6021，兩個(gè)外盤601的凸出內(nèi)盤602的部分之間墊著厚于內(nèi)盤602以提供內(nèi)盤602轉(zhuǎn)動(dòng)間隙的墊環(huán)7，并由端蓋8夾緊固定在軸承座4b，內(nèi)盤602的軸孔與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸302通過已公知的鍵連接固定安裝。為了使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，上述內(nèi)套502和內(nèi)盤602的軸孔均在內(nèi)周壁均勻布設(shè)三條用以提供鍵連接的鍵槽5022、6022，當(dāng)然也可以均勻布設(shè)若干條鍵槽。線圈繞組201的引出線由軸承座如端引出。 外殼1的內(nèi)壁固定安裝有水套9，定子2固定在水套9內(nèi)，水套9的外周壁形成有螺旋狀導(dǎo)流槽901，并且于形成導(dǎo)流槽901區(qū)域的兩側(cè)形成用以安裝密封圈的環(huán)槽902，于外殼1的殼壁上開設(shè)有分別與導(dǎo)流槽901的兩端口連通的入水口 101和出水口 102，水口 101和出水口 102可連通外設(shè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)管道，實(shí)現(xiàn)高效冷卻。
權(quán)利要求1.一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，包括外殼、由線圈繞組和鐵芯構(gòu)成的定子、置于定子內(nèi)安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子、安裝在外殼兩端的軸承座以及安裝在軸承座內(nèi)用以支承轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，其特征在于所述外殼兩端的軸承座內(nèi)均安裝有動(dòng)壓氣體徑向軸承，其中一軸承座于動(dòng)壓氣體徑向軸承的外端安裝有動(dòng)壓氣體止推軸承，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸固定安裝在動(dòng)壓氣體徑向軸承和動(dòng)壓氣體止推軸承的軸孔內(nèi)；所述動(dòng)壓氣體徑向軸承包括間隙套合的外套、 內(nèi)套，以及固定在外套兩端的密封環(huán)，所述外套固定在軸承座內(nèi)，所述內(nèi)套的軸孔與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定安裝，所述內(nèi)套的外周壁形成有均勻分布的具有與外套的內(nèi)壁構(gòu)成楔形空間的槽紋，所述內(nèi)套的兩端面對(duì)稱形成有呈葉輪狀分布且貫通端面內(nèi)外圓的槽紋，所述密封環(huán)與內(nèi)套的兩端面間隙配合；所述動(dòng)壓氣體止推軸承包括兩個(gè)外盤以及呈間隙配合置于兩個(gè)外盤之間的內(nèi)盤，其中內(nèi)盤的兩端面對(duì)稱形成有呈葉輪狀分布且貫通端面內(nèi)外圓的槽紋，兩個(gè)外盤的凸出內(nèi)盤的部分之間墊著厚于內(nèi)盤以提供內(nèi)盤轉(zhuǎn)動(dòng)間隙的墊環(huán)，并由端蓋夾緊固定在軸承座，所述內(nèi)盤的軸孔與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸固定安裝。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其特征在于所述內(nèi)套與外套、 內(nèi)盤與外盤的配合間隙均為0. 001 0. 008mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其特征在于所述外殼的內(nèi)壁固定安裝有水套，所述定子固定在水套內(nèi)，水套的外周壁形成有導(dǎo)流槽以及于導(dǎo)流槽區(qū)域的兩側(cè)用以安裝密封圈的環(huán)槽，于外殼的殼壁上開設(shè)有分別與導(dǎo)流槽的兩端口連通的入水口和出水口。
4.如權(quán)利要求3所述的一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)流槽設(shè)成螺旋狀。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，在外殼兩端的軸承座內(nèi)均安裝有動(dòng)壓氣體徑向軸承，其中一軸承座于動(dòng)壓氣體徑向軸承的外端安裝有動(dòng)壓氣體止推軸承，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸固定安裝在動(dòng)壓氣體徑向軸承和動(dòng)壓氣體止推軸承的軸孔內(nèi)。由動(dòng)壓氣體徑向軸承的內(nèi)套和動(dòng)壓氣體止推軸承的內(nèi)盤，在與之對(duì)應(yīng)的外套和外盤的配合間隙內(nèi)產(chǎn)生氣楔，由此而形成支承內(nèi)套和內(nèi)盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)的高壓氣膜，并且利用離心葉輪原理，把更多的空氣壓入到氣隙內(nèi)，以形成更加高壓的氣膜，使得本實(shí)用新型的高速永磁電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、功率密度大、慣性小、響應(yīng)快、性能可靠、壽命長(zhǎng)久、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)省大量制造材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H02K5/16GK202094738SQ20112021878
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者羅立峰 申請(qǐng)人:羅立峰