BR112014018545B1 - motor elétrico, processo para a fabricação de um motor e uso de um motor - Google Patents
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Abstract
MOTOR ELÉTRICO, PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM MOTOR E USO DE UM MOTOR. Trata-se de um motor elétrico que compreende um estator (12) e um rotor (14) que pode girar em velocidades de mais do que 8.000 revoluções por minuto, sendo que o dito rotor (14) compreende um corpo magnético (18) portado por um eixo giratório (19) e em que o corpo magnético (18) define uma superfície lateral externa (20). O motor é dotado de um revestimento protetor (28) na superfície lateral externa (20) do corpo magnético (18).
Description
[001] A presente invenção refere-se a um motor, do tipo elétrico que compreende um estator e um rotor, que pode girar em velocidades de mais do que 8.000 revoluções por minuto, sendo que o dito rotor compreende um elemento magnético sustentado por um eixo giratório e o corpo magnético define uma superfície lateral externa.
[002] Quando os gases hidrocarbonetos estão sendo usados, sabe-se que os motores de acionamento de compressor podem ser colocados diretamente no gás com propósitos de resfriamento.
[003] Os motores que são protegidos por um forro são conhecidos; esses podem ser colocados em um meio gasoso, porém, são menos eficientes devido ao fato de que sua velocidade de rotação é relativamente lenta e seu desempenho é inferior, como resultado das perdas adicionais devido ao forro.
[004] Os motores com velocidades de rotação superiores também são conhecidos. Esses motores têm que funcionar muito rapidamente e, por essa razão, seus rotores são formados a partir de uma pilha de placas e mancais. Consequentemente, em ambientes agressivos, se deterioram muito rapidamente sob os efeitos de corrosão com o resultado de que se tornam inutilizáveis no campo de extração de gás.
[005] Um dos objetivos da presente invenção é, assim, propor um motor de alta velocidade que pode ser usado em ambientes gasosos e que tem uma expectativa de vida satisfatória em tais ambientes.
[006] Para esse fim, o objetivo da presente invenção é propor um motor do tipo indicado, caracterizado por compreender um revestimento protetor na superfície lateral externa do corpo magnético do rotor.
[007] Dependendo da realização particular, o motor, de acordo com a presente invenção, compreende um ou mais dos recursos seguintes:
o revestimento protetor é produzido a partir de poli(éter-éter-cetona) (PEEK),
o revestimento protetor contém entre 5% e 25% de PEEK,
o corpo magnético compreende uma pilha de placas, cujos lados formam a superfície lateral externa e o chapeamento protetor cobre os lados das placas,
o motor compreende uma camada intermediária de uma liga de níquel entre a superfície lateral externa e o revestimento protetor,
o rotor está na forma de barras conectadas por anéis de extremidade dispostos axialmente em cada um dos lados do corpo magnético e a cobertura protetora também cobre os ditos anéis de extremidade,
o revestimento protetor é produzido a partir de SKIDCOAT,
a espessura do revestimento está entre 0,1 e 2 mm, e
a superfície do revestimento é esmerilhada de forma mecânica.
o revestimento protetor é produzido a partir de poli(éter-éter-cetona) (PEEK),
o revestimento protetor contém entre 5% e 25% de PEEK,
o corpo magnético compreende uma pilha de placas, cujos lados formam a superfície lateral externa e o chapeamento protetor cobre os lados das placas,
o motor compreende uma camada intermediária de uma liga de níquel entre a superfície lateral externa e o revestimento protetor,
o rotor está na forma de barras conectadas por anéis de extremidade dispostos axialmente em cada um dos lados do corpo magnético e a cobertura protetora também cobre os ditos anéis de extremidade,
o revestimento protetor é produzido a partir de SKIDCOAT,
a espessura do revestimento está entre 0,1 e 2 mm, e
a superfície do revestimento é esmerilhada de forma mecânica.
[008] A presente invenção se refere adicionalmente a um processo para fabricação de um motor do tipo definido acima que compreende a aplicação do revestimento protetor para a superfície lateral externa do corpo magnético por meio de um processo de aspersão por plasma.
[009] O processo de acordo com a presente invenção compreende um ou mais dos recursos seguintes:
o processo compreende um estágio de esmerilhamento mecânico da superfície externa do revestimento protetor, e
a aplicação do revestimento protetor por um processo de aspersão por plasma é precedida pela deposição de uma camada inferior de uma liga de níquel na superfície lateral externa do corpo magnético, realizada pelo aquecimento o rotor.
o processo compreende um estágio de esmerilhamento mecânico da superfície externa do revestimento protetor, e
a aplicação do revestimento protetor por um processo de aspersão por plasma é precedida pela deposição de uma camada inferior de uma liga de níquel na superfície lateral externa do corpo magnético, realizada pelo aquecimento o rotor.
[010] A presente invenção se refere adicionalmente ao uso de um motor como aquele descrito acima em um ambiente que contém um gás hidrocarboneto.
[011] A invenção será entendida mais claramente através da leitura da descrição seguinte, a qual é dada somente a título de exemplo, e com referência aos desenhos seguintes, nos quais:
A Figura 1 é uma vista lateral de um motor de acordo com a presente invenção, e
A Figura 2 é uma vista de extremidade do motor mostrado na Figura 1.
A Figura 1 é uma vista lateral de um motor de acordo com a presente invenção, e
A Figura 2 é uma vista de extremidade do motor mostrado na Figura 1.
[012] Conforme mostrado na Figura 1, o motor 10 compreende um estator fixo 12 e um rotor móvel 14, disposto no interior do estator 12. Tanto o estator 12 quanto o rotor 14 giram ao redor de um eixo geométrico de rotação A-A’. Os mesmos são separados por um vão 16.
[013] O estator 12 é equipado com bobinas elétricas, as quais já são conhecidas como tais.
[014] O motor compreende um invólucro 17 ao redor do qual circula um gás hidrocarboneto, ou seja, um gás natural. À medida que circula, esse gás fornece resfriamento para o motor 10.
[015] O rotor 14 compreende um corpo magnético 18 que tem formato cilíndrico e que é portado por um eixo giratório 19. O corpo magnético 18 define uma superfície lateral externa 20. O corpo magnético compreende uma pilha de placas 22, cujos lados se combinam para formar a superfície lateral externa. As barras 24 que formam uma gaiola de esquilo que passa através da pilha de placas 22 em uma direção que é paralela ao eixo geométrico de rotação A-A’. Essas barras são conectadas eletricamente em suas extremidades por anéis de extremidade 26 localizados axialmente em cada um dos lados do corpo magnético 18.
[016] A superfície lateral externa 20 é simétrica ao redor do eixo geométrico de rotação A-A’ do rotor 14. A mesma tem um revestimento protetor 28 para combater as influências do ambiente. A espessura desse revestimento está entre 0,1 e 2 mm. O revestimento protetor é aplicado diretamente sobre os lados das placas.
[017] Esse revestimento protetor 28 é um compósito de polímero cerâmico II que compreende o poli(éter-éter-cetona) (PEEK) em uma porcentagem entre 5% a 25% em peso. De forma vantajosa, o revestimento protetor 28 está na forma de SKIDCOAT, que é comercializado junto à empresa Métallisation Nord Industrie na França. O revestimento é produzido a partir de, por exemplo, 90% de Al2O3 e 10% de PEEK.
[018] Alternativamente, o revestimento protetor 28 é formado a partir de um tipo diferente de material cerâmico associado ao PEEK ou somente a partir de NiCr, Al2O3 ou Cr2O3.
[019] Alternativamente, e de preferência, a superfície lateral externa 20 é revestida por uma subcamada 30, uma liga de níquel, que recebe um revestimento protetor 28.
[020] De forma vantajosa, o revestimento protetor 28 também cobre os anéis de extremidade 26.
[021] O revestimento protetor 28 é aplicado à superfície lateral externa 20 por meio de um sistema de aspersão por plasma. O plasma é gerado a partir de um gás de plasma e aplicado à superfície lateral externa 20. À medida que derrete, acelera o material a ser aspergido sobre a superfície lateral externa 20, formando, assim, o revestimento 28.
[022] Uma vez depositado pelo plasma, a superfície externa do revestimento protetor 28 é esmerilhada de forma mecânica. De acordo com uma realização particular, esse estágio de esmerilhamento é realizado por uma ferramenta que é movida em um plano paralelo ao eixo geométrico de rotação A-A’ e entra em contato com o rotor 14. A ferramenta ou o rotor 14 é, então, girado. Esse estágio de esmerilhamento gera um revestimento uniforme sem porosidade e tem um vão constante, reduzindo, assim, o risco de instabilidade.
[023] Alternativamente, a aplicação do revestimento protetor 28 pelo sistema de aspersão por plasma é precedida pela aplicação de uma camada inferior que compreende uma liga de níquel sobre a superfície lateral externa 20 por meio do aquecimento do rotor 14.
[024] Como um resultado de suas propriedades de antidesgaste e anticorrosão, o revestimento protetor 28 permite que a vida útil dos motores de alta velocidade seja prolongada e permite seu uso em ambientes mais agressivos, a saber, em operações que envolvem gases hidrocarbonetos.
Claims (11)
- MOTOR ELÉTRICO (10), que compreende um estator (12) e um rotor (14) adaptado para girar em velocidades maiores que 8.000 rpm, em que o rotor (14) compreende um corpo magnético (18), portado por um eixo giratório (19), sendo que o corpo magnético (18) define uma superfície lateral externa (20), o motor elétrico (10) compreendendo um revestimento protetor (28) na superfície lateral externa (20) do corpo magnético (18), o motor elétrico (10) sendo caracterizado pela espessura do revestimento protetor (28) estar entre 0,1 e 2 mm.
- MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo revestimento protetor (28) ser formado a partir de poli(éter-éter-cetona) (PEEK).
- MOTOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo revestimento protetor (28) compreender entre 5% e 25% de PEEK.
- MOTOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo corpo magnético (18) compreender uma pilha de placas (22), cujos lados se combinam para formar a superfície lateral externa (20) e o revestimento protetor (28) cobre os lados protetores.
- MOTOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender uma liga de níquel intermediária (30) entre a superfície lateral externa (20) do corpo magnético (18) e o revestimento protetor (28).
- MOTOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo rotor (14) conter barras (24), as quais são conectadas por anéis de extremidade (26) dispostos axialmente em ambos os lados do corpo magnético (18) e em que o revestimento protetor (28) cobre os anéis de extremidade (26).
- MOTOR (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela superfície do revestimento protetor (28) ser esmerilhada de forma mecânica.
- PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM MOTOR (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender a aplicação de um revestimento protetor (28) sobre a superfície lateral externa (20) do corpo magnético (18) por meio de um sistema de aspersão por plasma.
- PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender um estágio para o esmerilhamento mecânico da superfície externa da camada protetora (28).
- PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pela aplicação do revestimento protetor por meio de um sistema de aspersão por plasma ser precedida pelo depósito de uma camada inferior da liga de níquel (30) na superfície lateral externa (20) do corpo magnético (18) realizada pelo aquecimento o rotor (14).
- USO DE UM MOTOR (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por ser em um meio que compreende um gás hidrocarboneto.
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