阅读说明：本技术 压缩机组件及压缩机 (Compressor assembly and compressor ) 是由 刘华 张治平 叶文腾 于 2020-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种压缩机组件及压缩机,该压缩机组件包括动压轴承、电磁轴承及转子,转子可转动地插设于动压轴承和电磁轴承,且动压轴承和电磁轴承沿转子的轴向并排设置,电磁轴承被设置为通电时驱动转子相对动压轴承悬浮。在使用时,在压缩机启动时,电磁轴承通电产生磁场,在磁场的作用下驱动转子相对动压轴承悬浮,在压缩机关闭时,电磁轴承仍然通电产生磁场,在磁场的作用下驱动转子相对动压轴承悬浮,进而,转子在转速降低时仍然不会与动压轴承发生干摩擦对动压轴承造成磨损,如此,可以提升动压轴承的使用寿命。(The invention discloses a compressor assembly and a compressor, wherein the compressor assembly comprises a dynamic pressure bearing, an electromagnetic bearing and a rotor, the rotor is rotatably inserted in the dynamic pressure bearing and the electromagnetic bearing, the dynamic pressure bearing and the electromagnetic bearing are arranged side by side along the axial direction of the rotor, and the electromagnetic bearing is arranged to drive the rotor to suspend relative to the dynamic pressure bearing when being electrified. When the compressor is used, when the compressor is started, the electromagnetic bearing is electrified to generate a magnetic field, the rotor is driven to suspend relative to the dynamic pressure bearing under the action of the magnetic field, when the compressor is closed, the electromagnetic bearing is still electrified to generate the magnetic field, the rotor is driven to suspend relative to the dynamic pressure bearing under the action of the magnetic field, and further, the rotor still cannot generate dry friction with the dynamic pressure bearing to wear the dynamic pressure bearing when the rotating speed is reduced, so that the service life of the dynamic pressure bearing can be prolonged.)

压缩机组件及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种压缩机组件及压缩机。

背景技术

离心式制冷压缩机属于高速度型压缩机，压缩机转子在工作中高速旋转，需要可靠的轴承对转子进行支撑。目前，主要采用环保无油的动压轴承对转子进行支撑。

然而，传统的动压轴承在使用时，特别是压缩机启动和关闭时，转子转速较低，转子与动压轴承之间会发生摩擦致使动压轴承磨损，进而影响压缩机的正常使用。

发明内容

基于此，针对传统的动压轴承在使用时，动压轴承容易磨损，进而影响压缩机的正常使用的问题，提出了一种压缩机组件及压缩机，该压缩机组件及压缩机在使用时可以减少动压轴承的磨损，进而提升动压轴承的使用寿命。

具体技术方案如下：

一方面，本申请涉及一种压缩机组件，包括动压轴承、电磁轴承及转子，所述转子可转动地插设于所述动压轴承和所述电磁轴承，且所述动压轴承和所述电磁轴承沿所述转子的轴向并排设置，所述电磁轴承被设置为通电时驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮。

上述压缩机组件在使用时，在压缩机启动时，电磁轴承通电产生磁场，在磁场的作用下驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮，进而，转子在转动时不会与动压轴承发生干摩擦对动压轴承造成磨损；随后，转子做高速旋转运动，不断将具有一定粘度的气体带入转子与动压轴承之间的间隙内，随着气体的不断进入使得转子与动压轴承之间产生的气膜具备一定的气膜力，当气膜力足以平衡转子载荷时，转子与动压轴承完全分离，此时，动压轴承利用该气膜力支撑转子正常运行，在压缩机启动时，电磁轴承通电产生磁场，在磁场的作用下驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮，在压缩机关闭时，电磁轴承仍然通电产生磁场，在磁场的作用下驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮，进而，转子在转速降低时仍然不会与动压轴承发生干摩擦对动压轴承造成磨损，如此，可以提升动压轴承的使用寿命。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述电磁轴承包括安装支架及线圈，所述安装支架设有第一安装孔，所述转子可转动地穿设于所述第一安装孔，所述线圈设置于所述安装支架，且所述线圈被设置为通电时产生的磁力的合力能够克服所述转子的重力使所述转子悬浮于所述第一安装孔。

在其中一个实施例中，所述安装支架包括第一安装本体、连接本体及第二安装本体，所述第一安装本体设有所述第一安装孔，所述第二安装本体设有第二安装孔，所述第一安装本体设置于所述第二安装孔内，所述第一安装本体通过所述连接本体与所述第二安装孔的内壁连接，所述线圈缠绕于所述连接本体。

在其中一个实施例中，该压缩机组件还包括压力传感器及控制器，所述压力传感器用于检测所述第一安装孔的内壁承受的压力，所述电磁轴承还包括供电件，所述供电件用于向所述线圈供应电流，所述压力传感器及所述供电件均与所述控制器通信连接，且所述控制器根据所述压力传感器检测到的压力大小控制所述供电件调整供应所述线圈的电流大小。

在其中一个实施例中，所述连接本体和所述线圈的数量均为多个，且所述连接本体与所述线圈一一对应，所述连接本体沿所述第一安装本体的周向间隔设置于所述第一安装本体的外壁，且以所述转子的轴线所在的水平面为边界面，位于所述边界面上方的所述线圈的匝数大于位于所述边界面的下方的所述线圈的匝数。

在其中一个实施例中，所述连接本体和所述线圈的数量均为多个，且所述连接本体与所述线圈一一对应，所述连接本体沿所述第一安装本体的周向间隔设置于所述第一安装本体的外壁，且以所述转子的轴线所在的水平面为边界面，所述线圈设置于所述边界面上方。

在其中一个实施例中，该压缩机组件还包括非导磁件，所述非导磁件固设于所述第一安装本体并设置于相邻的两个线圈之间。

在其中一个实施例中，所述转子与所述动压轴承之间形成的间隙大于所述转子与所述电磁轴承之间形成的间隙。

在其中一个实施例中，该压缩机组件还包括轴承座，所述动压轴承及所述电磁轴承均固设于所述轴承座。

在其中一个实施例中，所述电磁轴承的数量为两个，所述动压轴承的数量为两个，所述动压轴承和所述电磁轴承并排设置，且所述电磁轴承均设置于两个所述动压轴承之间。

另一方面，本申请还涉及一种压缩机，包括上述任一实施例中的压缩机组件。

上述压缩机在使用时，在压缩机启动时，电磁轴承通电产生磁场，在磁场的作用下驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮，进而，转子在转动时不会与动压轴承发生干摩擦对动压轴承造成磨损；随后，转子做高速旋转运动，不断将具有一定粘度的气体带入转子与动压轴承之间的间隙内，随着气体的不断进入使得转子与动压轴承之间产生的气膜具备一定的气膜力，当气膜力足以平衡转子载荷时，转子与动压轴承完全分离，此时，动压轴承利用该气膜力支撑转子正常运行，在压缩机启动时，电磁轴承通电产生磁场，在磁场的作用下驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮，在压缩机关闭时，电磁轴承仍然通电产生磁场，在磁场的作用下驱动所述转子相对所述动压轴承悬浮，进而，转子在转速降低时仍然不会与动压轴承发生干摩擦对动压轴承造成磨损，如此，可以提升动压轴承的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明书用于解释说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

图1为一实施例中的压缩机组件的结构示意图；

图2为一实施例中电磁轴承的结构示意图；

图3为另一实施例中电磁轴承的结构示意图。

附图标记说明：

10、压缩机组件；100、动压轴承；200、电磁轴承；210、安装支架；212、第一安装本体；2122、第一安装孔；214、第二安装本体；2142、第二安装孔；216、连接本体；220、线圈；230、非导磁件；300、转子；400、轴承座；500、压力传感器；600、边界面。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

目前工程中使用的动压轴承，主要采用气体作为润滑介质，在启动时，转子速度较低导致转子和动压轴承之间的气压不足致使该气压无法支撑转子，进而会导致动压轴承与转子之间出现干摩擦状态，基于此，本申请提出了一种压缩机组件10，该压缩机组件10在使用时可以降低动压轴承100的磨损，进而提升动压轴承100的使用寿命。

请参照图1，一实施例中的压缩机组件10包括动压轴承100、电磁轴承200及转子300，转子300可转动地插设于动压轴承100和电磁轴承200，且动压轴承100和电磁轴承200沿转子300的轴向并排设置，动压轴承100相对电磁轴承200更靠近转子300的端部，转子300和动压轴承100之间存在一定的间隙，同样，转子300和电磁轴承200之间也存在一定的间隙。转子300可以是可被磁极吸引的材质制成的，例如铁等。

进一步地，请参照图1，该压缩机组件10还包括轴承座400，动压轴承100及电磁轴承200均固设于轴承座400。请参照图1，电磁轴承200的数量为两个，动压轴承100的数量为两个，动压轴承100和电磁轴承200并排设置，且电磁轴承200均设置于两个动压轴承100之间。

进一步地，电磁轴承200被设置为通电时驱动转子300相对动压轴承100悬浮，此时转子300相对动压轴承100悬浮是指：转子300与动压轴承100之间不会发生转动摩擦或者是干摩擦。电磁轴承200通电的方式可以是外部电源向电磁轴承200自带的内部线圈220进行供电使线圈220产生磁场，也可以是电磁轴承200自带的内部电源向电磁轴承200自带的内部线圈220进行供电使线圈220产生磁场。

请参照图1，在压缩机启动时，电磁轴承200通电产生磁场，在磁场的作用下驱动转子300相对动压轴承100悬浮，进而，转子300在转动时不会与动压轴承100发生干摩擦对动压轴承100造成磨损；随后，转子300做高速旋转运动，不断将具有一定粘度的气体带入转子300与动压轴承100之间的间隙内，随着气体的不断进入使得转子300与动压轴承100之间产生的气膜具备一定的气膜力，当气膜力足以平衡转子300载荷时，转子300与动压轴承100完全分离，此时，动压轴承100利用该气膜力支撑转子300正常运行，在压缩机启动时，电磁轴承200通电产生磁场，在磁场的作用下驱动转子300相对动压轴承100悬浮，在压缩机关闭时，电磁轴承200仍然通电产生磁场，在磁场的作用下驱动转子300相对动压轴承100悬浮，进而，转子300在转速降低时仍然不会与动压轴承100发生干摩擦对动压轴承100造成磨损，如此，可以提升动压轴承100的使用寿命。

进一步地，转子300与动压轴承100之间形成的间隙大于转子300与电磁轴承200之间形成的间隙。如此，在使用时，转子300在压缩机启动和关闭时，转子300不会与动压轴承100之间产生干摩擦，进而避免动压轴承100产生磨损。

具体地，请参照图2和图3，在本实施例中，电磁轴承200设有安装支架210及线圈220，安装支架210设有第一安装孔2122，转子300可转动地穿设于第一安装孔2122，线圈220设置于安装支架210，在使用时，通过向线圈220通电使线圈220产生磁场，且线圈220通电时产生的磁力的合力能够克服转子300的重力使转子300悬浮于第一安装孔2122，进而，使得转子300在低速转动时不会与动压轴承100产生干摩擦，进而不会对动压轴承100造成一定的磨损。

具体地，请参照图2和图3，安装支架210设有第一安装本体212、连接本体216及第二安装本体214，第一安装本体212设有第一安装孔2122，第二安装本体214设有第二安装孔2142，第一安装本体212设置于第二安装孔2142内，且第一安装本体212通过连接本体216与第二安装孔2142的内壁连接，线圈220缠绕于连接本体216。具体地，第一安装本体212和第二安装本体214呈圆柱状，在第一安装本体212内开设有该第一安装孔2122，在第二安装本体214的内部开设有第二安装孔2142。

进一步地，请参照图2，连接本体216和线圈220的数量均为多个，且连接本体216与线圈220一一对应，连接本体216沿第一安装本体212的周向间隔设置于第一安装本体212的外壁，如此，线圈220在通电产生的磁场沿第一安装本体212的周向分布。请参照图2，该压缩机组件10还包括非导磁件230，非导磁件230固设于第一安装本体212并设置于相邻的两个线圈220之间。如此，通过设置非导磁件230，增大磁阻避免磁力线在第一安装本体212的内部流通，使更多的磁场线穿过转子300。请参照图，第一安装本体212设有安装槽，该非导磁件230设置于安装槽内。可选地，非导磁件230可以是由铜、铝或锌等材质制成的填料。

进一步地，请参照图3，以转子300的轴线所在的水平面为边界面600，位于边界面600上方的线圈220的匝数大于位于边界面600的下方的线圈220的匝数，此时，位于边界面600上方的线圈220产生磁场的磁力是大于位于边界面600下方的线圈220产生磁场的磁力，此时，通过合理的设置线圈220的圈数，可以使得位于边界面600上方的线圈220产生的磁力能够克服位于边界面600下方的线圈220产生磁场的磁力和转子300的重力的合力，进而可以使转子300稳定地悬浮。

其中，以转子300的轴线所在的水平面为边界面600，位于边界面600上方指的是当转子300水平放置时位于边界面600上方；位于边界面600下方指的是当转子300水平放置时位于边界面600的下方，限制位于边界面600上方的线圈220的匝数大于位于边界面600的下方的线圈220的匝数的目的在于能够确保转子300始终处于悬浮状态。考虑到线圈220的厚度，当线圈220正好位于边界面600时，并相对边界面600的上方及下方突出时，此时可以认为线圈220设置于边界面600，例如图2中，位于边界面600上并左右对称的两个线圈220。

请参照图2，在本实施例中，线圈220和连接本体216的数量均为8个，8个连接本体216按照一定的间距间隔连接于第一安装本体212的外壁，一个线线圈220对应安装于一个连接本体216上，其中，8个线圈220分成三组，第一组包括2个线圈220，两个线圈220在水平方向间隔设置，第二组包括3个线圈220，第三组包括3个线圈220，第二组和第三组设置于第一组的上下两侧，第二组位于第一组的上方，第三组位于第一组的下方，且第二组中的线圈220匝数大于第三组的线圈220匝数，第一组的两个线圈220的匝数可以设置成相等，如此，电磁轴承200产生的磁力沿这整个转子300的周向的，且转子300可以稳定的悬浮。进一步地，请参照图，该8个线圈220产生的磁场的磁极可以是沿着第一安装孔2122的周向呈“N极、N极、S极、S极、N极、N极、S极及S极”分布，如此，可以使转子300更加稳定的悬浮于第一安装孔2122。

在另一个实施例中，连接本体216和线圈220的数量均为多个，且连接本体216与线圈220一一对应，连接本体216沿第一安装本体212的周向间隔设置于第一安装本体212的外壁，且以转子300的轴线所在的水平面为边界面600，线圈220设置于转子300的轴线的上方。如此，仅仅转子300的轴线的上方设置线圈220，此时通过线圈220通电产生的磁力去克服转子300的重力，进而使得转子300悬浮。其中，以转子300的轴线所在的水平面为边界面600，位于边界面600上方指的是当转子300水平放置时位于边界面600上方。

请参照图3，另一实施例中，线圈220的数量为3个，连接本体216的数量均为8个，8个连接本体216按照一定的间距间隔连接于第一安装本体212的外壁，其中，三个线圈220设置于转子300的轴线的上方，且安装一定的间距间隔设置。如此，仅仅转子300的轴线的上方设置线圈220，此时通过线圈220通电产生的磁力去克服转子300的重力，进而使得转子300悬浮。

压缩机在运行过程中，转子300包括启动、高速旋转和停止旋转三个工作状态，在每个工作状态中，转子300的转速不同，转子300与动压轴承100之间因动压效应产生的气膜力也不同，气膜作用在第一安装孔2122的内壁的作用力也是不同的。

具体地，为了实现根据转子300的运行工况，控制线圈220的电流，进而控制线圈220产生的磁场力，在本实施例中，该压缩机组件10还包括压力传感器500及控制器，压力传感器500用于检测第一安装孔2122的内壁承受的压力，电磁轴承200还包括供电件，供电件用于向线圈220供应电流，压力传感器500及供电件均与控制器通信连接，且控制器根据压力传感器500检测到的压力大小控制供电件调整供应线圈220的电流大小。

例如，当压缩机处于初始启动阶段，此时，线圈220通电后，由于电磁感应效应，线圈220产生磁场，在磁场的作用下对转子300产生了吸引力，通过控制通过线圈220的电流大小实现转子300上方产生较大的励磁，下方线圈220产生较小的励磁，进而克服转子300自身重量处于悬浮状态。同时，通过压力传感器500检测压力的变化进而调整线圈220的电流大小，使得转子300始终处于第一安装孔2122的中心运动。当压缩机电机断电后，此时，转子300承受的气膜力发生了改变，此时，压力传感器500检测到的压力会发生改变，进而控制电磁轴承200开始通电，转子300在上方和下方磁力差的作用下稳定悬浮至停止。

具体地，控制器可以是微控制单元或者是PLC模块。

压力传感器500包括应变片，在该应变片上设置非导磁材料，通过应变片感应第一安装孔2122的内壁的压力，该控制模块包括比例放大器，比例放大器根据该压力信息输出对应的电流信息反馈至线圈220以调整磁力大小。

具体地，动压轴承100包括轴承筒、波箔及箔片，波箔及箔片沿所述轴承筒的周向设置于轴承筒的内孔内壁，且波箔设置于箔片和轴承筒的内孔内壁之间，波箔呈圆弧状，并形成有类似波纹状的支撑凸起。

此外，本申请还涉及一种压缩机，包括上述任一实施例中的压缩机组件10。

上述压缩机在使用时，在压缩机启动时，电磁轴承200通电产生磁场，在磁场的作用下驱动转子300相对动压轴承100悬浮，进而，转子300在转动时不会与动压轴承100发生干摩擦对动压轴承100造成磨损；随后，转子300做高速旋转运动，不断将具有一定粘度的气体带入转子300与动压轴承100之间的间隙内，随着气体的不断进入使得转子300与动压轴承100之间产生的气膜具备一定的气膜力，当气膜力足以平衡转子300载荷时，转子300与动压轴承100完全分离，此时，动压轴承100利用该气膜力支撑转子300正常运行，在压缩机启动时，电磁轴承200通电产生磁场，在磁场的作用下驱动转子300相对动压轴承100悬浮，在压缩机关闭时，电磁轴承200仍然通电产生磁场，在磁场的作用下驱动转子300相对动压轴承100悬浮，进而，转子300在转速降低时仍然不会与动压轴承100发生干摩擦对动压轴承100造成磨损，如此，可以提升动压轴承100的使用寿命。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。