CN106374725A - 一种潜液式液化天然气泵用低温电机 - Google Patents

一种潜液式液化天然气泵用低温电机 Download PDF

Info

Publication number
CN106374725A
CN106374725A CN201610989118.0A CN201610989118A CN106374725A CN 106374725 A CN106374725 A CN 106374725A CN 201610989118 A CN201610989118 A CN 201610989118A CN 106374725 A CN106374725 A CN 106374725A
Authority
CN
China
Prior art keywords
low temperature
motor
natural gas
liquefied natural
gas pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610989118.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张达明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd filed Critical Wuxi Mingsheng Strong Blower Co Ltd
Priority to CN201610989118.0A priority Critical patent/CN106374725A/zh
Publication of CN106374725A publication Critical patent/CN106374725A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。所述泵工作温度可以达到‑250℃甚至更低，其功率密度是常温电机的4倍以上，达到了本领域的领先水平。

Description

一种潜液式液化天然气泵用低温电机
技术领域
本发明涉及低温电机领域，尤其涉及一种潜液式液化天然气泵用低温电机。
背景技术
目前，随着大气污染，特别是雾霾污染的加重，对于粉尘、硫氮含量高的燃料，尤其是煤炭燃料的限制越来越广。但整个北方地区，对于燃料的需求越来越大，因此，清洁能源的应用会越来越广。
在清洁能源中，天然气因为热值高，输送方便且燃烧后仅产生二氧化碳和水，获得了极大的应用。天然气的大量应用带来了相应的输送问题，而天然气因为其形态的原因，输送主要是通过将其液化后输送的。当液化天然气(liquefied natural gas，LNG)的输送量较大或管路流动阻力较大时，通常采用LNG泵进行输送。另外，LNG运输船装、卸LNG以及汽车加注LNG等场合均需要使用LNG泵。
由于液化天然气冷却至液体的温度是-161.5℃，因此液化天然气泵对低温性能要求较高。目前，低温天然气泵的主要供应商为美国J.C.Carter公司，日本的Ebara、Nikkiso、Shinko公司，法国的Cryostar公司等少数几家公司。这几家公司基本垄断着LNG输送泵技术，我国目前暂无自主知识产权的产品。
LNG泵分为潜液式和非潜液式，其中潜液式结构简单，运行安全，是目前LNG泵的主流形式。潜液式LNG泵所用电机密封于泵内，浸泡在被输送的LNG中。由于LNG温度一般低于-161℃，因此LNG泵用电极必须是低温电机。低温电机是LNG泵的核心部件之一，在LNG泵的价格构成中占到总价格的20％-40％，因此开展LNG泵低温电机的研究将为LNG泵的国产化提供重要的技术支持，也为其他低温领域的电机应用奠定了技术基础。
发明内容
本发明的目的在于提出一种潜液式液化天然气泵用低温电机，能够使得所述泵工作温度达到-250℃甚至更低，其功率密度是常温电机的4倍以上。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。
本发明的硅钢指的是含硅量为0.5％至4.5％的极低碳硅铁合金，因结构和用途不同而被分为无取向硅钢和取向硅钢。本发明经过在各种硅钢中进行选择，例如牌号分别为V400-50A、M140-30S、50A290、50A470、JIS35A300、2212、3413和27QG110等，经过比例配合等，最后发现VM111-35N的低温铁耗与常温基本相同，同时能够在低温(低于零下250℃)能够使用良好，其余众多牌号硅钢均不能在低于-250℃下表现出预期的技术效果，因此本发明的硅钢为VM111-35N。
尽管现有技术中，也有对VM111-35N用于低温的报导，一般是不低于-200℃的。但发明人发现，-200℃是其低温极限，本发明进行了众多复配试验，发现单独或者与除本发明的配方之外的组分复配使用，其达不到本发明的-250℃的使用要求。
要达到本发明-250℃的使用要求，所述转子导条中必须掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。本发明尝试替换或省略该两种组分，发现替换或省略之后，都不能在-250℃下达到本发明的技术效果。
优选的，本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机转子导条含有13-28％的Ca0.4Nd0.6FeAsF，进一步优选15-25％。例如13.5％、14％、14.5％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％、25.5％、26％、26.5％、27％、27.5％等。
优选的，本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机转子导条含有2-18％的SmCo，进一步优选8-15％。例如2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％。
VM111-35N硅钢余量。
优选的，杂质含量低于2％，优选低于1％，进一步优选低于0.5％。
本发明的上述百分含量均是质量/重量百分含量。
本发明通过以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo得到潜液式液化天然气泵用低温电机转子导条，并采用超导材料Ca0.4Nd0.6FeAsF制备定子绕组，使得所述泵工作温度可以达到-250℃甚至更低，其功率密度是常温电机的4倍以上，达到了本领域的领先水平。
附图说明
图1是本发明提供的潜液式液化天然气泵用低温电机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明提供的潜液式液化天然气泵用低温电机的结构示意图。
本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用传统3相、4极和异步电机的基本结构，与现有的电机相比，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。该电机的转子可稳定运行于同步转速，电子的转子损耗大幅降低，输出转矩和功率密度均增大。
实验结果表明，所述泵工作温度可以达到-250℃甚至更低，其功率密度是常温电机的4倍以上，达到了本领域的领先水平。
实施例1
一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。所述转子导条含有28％的Ca0.4Nd0.6FeAsF和12％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
经测试，其可以在-260℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同，其功率密度是常温电机的4.3倍。
实施例2
一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。所述转子导条含有15％的Ca0.4Nd0.6FeAsF和18％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
经测试，其可以在-280℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同，其功率密度是常温电机的4.6倍。
实施例3
一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。所述转子导条含有13％的Ca0.4Nd0.6FeAsF和15％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
经测试，其可以在-275℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同，其功率密度是常温电机的4.8倍。
实施例4
一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。所述转子导条含有25％的Ca0.4Nd0.6FeAsF和8％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
经测试，其可以在-290℃下正常工作，低温铁耗与常温基本相同，其功率密度是常温电机的4.5倍。
对比例1
相较于实施例1，其转子导条不含有SmCo，其余相同。
经测试，其低温正常工作极限是-170℃，其功率密度是常温电机的3倍。
对比例2
相较于实施例1，其转子导条不含有Ca0.4Nd0.6FeAsF，其余相同。
经测试，其低温正常工作极限是-187℃，其功率密度是常温电机的3倍。
对比例3
相较于实施例1，将转子导条VM111-35N硅钢替换为M140-30S，其余相同。
经测试，其低温正常工作极限是-190℃，其功率密度是常温电机的3倍。
对比例4
相较于实施例1，将定子绕组采用的Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料替换为常规材料，其余相同。
经测试，其在-240℃下，功率密度是常温电机的1.6倍。
上述实施例与对比例说明，本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机转子导条中，必须采用本发明的特定组成，才能在-250℃的低温下正常工作。对其组分进行替换或者改变配比，都不能达到本发明的技术效果。同时，所述定子绕组必须采用Ca0.4Nd0.6FeAsF材料，才能保证低温和功率密度的均衡。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的潜液式液化天然气泵用低温电机，但本发明并不局限于上述潜液式液化天然气泵用低温电机材料组成，即不意味着本发明必须依赖上述实施例详细潜液式液化天然气泵用低温电机材料才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (3)

1.一种潜液式液化天然气泵用低温电机，该电机采用3相、4极和异步电机的基本结构，所述电机的定子绕组采用Ca0.4Nd0.6FeAsF超导材料，其转子导条以硅钢为主体，掺杂有Ca0.4Nd0.6FeAsF和SmCo。
2.根据权利要求1所述的潜液式液化天然气泵用低温电机，其特征在于，所述转子导条含有13-28％的Ca0.4Nd0.6FeAsF，2-18％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
3.根据权利要求1所述的潜液式液化天然气泵用低温电机，其特征在于，所述转子导条含有15-25％的Ca0.4Nd0.6FeAsF，8-15％的SmCo，余量的VM111-35N硅钢。
CN201610989118.0A 2016-11-10 2016-11-10 一种潜液式液化天然气泵用低温电机 Pending CN106374725A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610989118.0A CN106374725A (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种潜液式液化天然气泵用低温电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610989118.0A CN106374725A (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种潜液式液化天然气泵用低温电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106374725A true CN106374725A (zh) 2017-02-01

Family

ID=57893865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610989118.0A Pending CN106374725A (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种潜液式液化天然气泵用低温电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106374725A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107681822A (zh) * 2017-09-25 2018-02-09 湖南大学 用于潜液式lng泵的低温高效电机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747040A (zh) * 2008-11-27 2010-06-23 中国科学院物理研究所 一种单相钙氟结构的铁基超导材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747040A (zh) * 2008-11-27 2010-06-23 中国科学院物理研究所 一种单相钙氟结构的铁基超导材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
涂进: "潜液式液化天然气泵用低温电机材料特性综述", 《微特电机》 *
艾程柳: "潜液式LNG泵低温电机及关键技术发展综述", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107681822A (zh) * 2017-09-25 2018-02-09 湖南大学 用于潜液式lng泵的低温高效电机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khan et al. Review of energy storage and transportation of energy
CN102843088A (zh) 基于模糊滑模和神经网络的永磁同步电机复合控制系统
CN106374725A (zh) 一种潜液式液化天然气泵用低温电机
CN107093727A (zh) 一种合成锂离子电池高容量负极材料的方法
Illicico et al. Behavior of loads during voltage dips encountered in stability studies field and laboratory tests
Yang et al. Development and prospects of offshore wind power
CN107681822A (zh) 用于潜液式lng泵的低温高效电机
Jin et al. Economic analysis of hydrogen production plant with water electrolysis
CN203368275U (zh) 一种开绕组混合励磁电机
CN106329887A (zh) 一种电机
Notti et al. On the opportunity of improving propulsion system efficiency for italian fishing vessels
Antony et al. Empowering the electric grid: Can SMES coupled to wind turbines improve grid stability?
Grant et al. A power grid for the hydrogen economy
CN202221950U (zh) 一种新型双定子高温超导同步发电机
CN106329742A (zh) 一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料
CN204810154U (zh) 四柱铁心三相补偿式低压调压器
CN106532991A (zh) 一种潜液式液化天然气泵用低温电机导磁材料
CN206928743U (zh) 一种新型电力铁附件
Jovohir et al. ELECTRIC DRIVES IN EXISTING ELECTRIC MOTORS RU SEC UML. ENERGY PARAMETERS OF THE ENGINE TO DISPLAY ENERGY SAVING MEASURES
Rufer Energy Storage
CN206590057U (zh) 新型电动自行车
CN219361271U (zh) 一种lng运输船绝缘箱
Zhang et al. Summary of research on superconducting synchronous motor
JP3229004U (ja) 発生している需要に必要な電力量だけを供給する発電装置に関する。
Huo et al. Study on Design and Constructure of Offshore Substation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170201

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication