KR20040044403A - 인테그럴 고속 모터에 의해 구동되는 다단 원심 압축기 - Google Patents

인테그럴 고속 모터에 의해 구동되는 다단 원심 압축기 Download PDF

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Abstract

공기를 압축하기 위하여, 영구 자석을 수반하는 회전자를 둘러싸는 전자적으로 정류(commutation)되는 고정자 코일을 갖는 가변 속도 영구 자석 모터를 갖는 것인 인테그럴 고속 모터를 갖는 다단 원심 압축기--여기서 코일과 회전자 사이에는 갭(gap)부가 형성됨--가 개시된다. 회전자는 가압된 오일에 의해 윤활되는 수력학적(hydrodynamic) 베어링에 의해 그 말단부에서 회전 가능하게 지지되는 자철(magnetic steel)로 된 회전자 샤프트를 가진다. 고정자 코일은 고정자를 따라 종방향으로 연장되고 말단부 턴(end turn)을 형성하기 위해 고정자의 말단을 둘러싸고 연속되는 복수 개의 고정자 권선을 포함한다. 압축기는 또한, 회전자 샤프트와 함께 회전하도록 탑재된 복수 개의 압축기 임펠러(impeller)와 그리고 베어링, 회전자 및 고정자 코일을 냉각하기 위하여, 베어링 내로 냉각된 오일을 주입하기 위한 펌프--여기서 베어링은 베어링으로부터 이탈한 오일이 샤프트의 지지된 말단과 고정자 코일의 말단부 턴(end turn)으로 튀도록 설계됨--를 갖는 냉각기를 포함한다. 또한, 갭(gap)부로부터 오일을 제거하기 위하여 고정자와 회전자 사이의 갭부 내에 양의 압력(positive pressure)을 유지하기 위하여 기동(start up) 동안에 가압된 공기를 주입하기 위한, 고정자를 관통하는 통로부가 존재한다.

Description

인테그럴 고속 모터에 의해 구동되는 다단 원심 압축기{MULTI-STAGE CENTRIFUGAL COMPRESSOR DRIVEN BY INTEGRAL HIGH SPEED MOTOR}
종래 기술의 흐름을 보면, 150 psig 아래의 토출 압력(discharge pressure)을 갖는 소형 저 유량(flow rate) 압축기(800 ICFM(200 HP) 아래)는 스크류(screw) 방식이거나 또는 왕복식(reciprocating)의 압축기였다. 이러한 스크류 방식 또는 왕복식 압축기들은 소형의 유도형(induction type) 저속(1800 내지 3600 rpm) 모터들에 의하여 구동되었다. 원심 압축기는 높은 회전 속도를 요구하기 때문에, 구동 속도가 회전자 속도 보다 더 높도록(약 2 내지 20배의 구동 속도) 증가시키기 위한 기어의 사용이 필수적이게 된다. 종래의 소형 원심 압축기는 낮은 유량에서 효율이 낮았으며, 높은 기계적 손실을 갖고 있었고, 그리고 증속을 위한 기어들 및 추가적인 베어링들을 요하기 때문에 비경제적이었다. 이러한 문제점들로 인하여, 원심 압축기는 저 유량의 압축기 시장에서는 그다지 적절하지 않았다.
원심 압축기 기술은 이러한 저 유량에서 더 효율적이 되도록 발전되었지만, 여전히 속도 증가를 위한 기어들과 추가적인 베어링들로 인하여 높은 비용과 기계적인 손실이라는 부담이 남아 있었다. 이러한 사실에 의하여, 직접 구동 방식의 고속 모터/압축기의 개발에 대한 동기가 제공되었다.
그러나 오랜 동안 적절한 정도의 속도와 전력 레벨은 실현가능하지 않았다. 전력 전자 부품 분야의 관련 기술의 발달은 적절한 전력 레벨에서 고속 스위칭 주파수를 얻는 것을 가능하게 하였다. 그러나 극한의 속도에서 회전하는 축 상에서 고밀도 자석들을 지탱할 수 있어야 하는 등, 다른 문제점들이 존재한다. 금속 슬리브(sleeve)에 비하여 큰 강도를 지니는 합성 섬유(composite fiber)가 그 해답으로 제시되었다.
본 발명의 목적은, 증속을 위한 기어 및 이를 위한 부가적인 베어링들의 필요 없이도, 필요로 하는 정도의 고속으로 압축기를 직접 구동하기 위한 압축기 단들을 갖도록 인테그랄 형으로 설계된 개선된 소형 고속 모터를 제공하고자 하는 것이다.
도1은 기동(startup) 및 정상 운전(running) 모드 동안의 모터에 전기적 파워를 공급하기 위한 전기적 시스템을 도시하는 개략도이다.
도2는 두 개의 압축 단, 공기 패스 및 중간 냉각기(intercooler)를 갖는 회전자를 도시한다.
도3은 분리된 고정자의 구성을 나타낸다.
도4는 도 3의 세부를 도시하는 조립체의 단면도이다.
도5는 회전자의 구성을 도시한다.
도5A는 도 5에서 "A-5A" 라인을 따른 단면도이다.
도6은 AC 입력을 DC 전압으로 변환시키기 위한 정류자 회로를 개략적으로 도시한다.
도7은 기동 및 정상 운전 중에 상기 모터로 전류를 전달하기 위해 사용되는 6개의 IGBT 스위치로 이루어진 인버터 회로의 개략도이다.
도8은 DC 버스 상의 전압 레벨을 단계적 상승시키기 위해 사용되는 두 개의 IGBT 스위치를 포함하는 부스트 초퍼(chopper) 회로를 도시한다.
본 발명은, 모터 샤프트(shaft)의 양 끝단에 직접 장착된 두 개의 임펠러(impeller)를 포함하는 회전자(rotor)의 인테그랄 형 부품인 고속 모터 샤프트에 의하여 직접 구동되는 2단 원심 압축기와 같은 다단 원심 압축기에 관한 것이다. 오일에 의하여 윤활되는 수력학적(hydrodynamic) 베어링 상에 지지되는 모터 샤프트는, 전력 변환 시스템 및 Hall 센서와 상호 작용하는 시스템에 의하여 전자적으로 제어되는 고주파 인버터에 의해 전력이 공급되는 고정자(stator)에 의하여 회전된다.
본 발명의 한 실시 형태에 따른, 공기 압축을 위한, 인테그럴 고속 모터를 갖는 다단 원심 압축기는:
a) 영구 자석들을 수반하는 회전자를 둘러싸는, 전자적으로 정류되는(commutated) 고정자 코일을 갖는 변속 가능한 영구 자석 모터--여기서, 상기 코일과 상기 회전자 사이에는 갭(gap)부가 구비되고, 상기 회전자는 가압된 오일에 의해 윤활되는 수력학적(hydrodynamic) 베어링에 의해 그 말단부에서 회전 가능하게 지지되는 자철(magnetic steel)로 된 회전자 샤프트를 가지며, 여기서 상기 고정자 코일은 상기 고정자를 따라 종방향으로 연장되고 말단부 턴(end turn)을 형성하기 위해 상기 고정자의 말단을 둘러싸고 연속되는 복수 개의 고정자 권선을 포함함---;
b) 상기 회전자 샤프트와 함께 회전하도록 탑재된 복수 개의 압축기 임펠러(impeller);
c) 상기 베어링을 윤활하고, 상기 베어링, 회전자 및 고정자 코일을 냉각하기 위하여 상기 베어링 내로 냉각된 오일을 주입하기 위한 펌프--여기서 상기 베어링은 상기 베어링으로부터 이탈한 오일이 상기 샤프트의 상기 지지된 말단과 상기 고정자 코일의 말단부 턴(end turn)으로 튀도록 설계됨--; 및
d) 상기 갭(gap)부로부터 오일을 제거하기 위하여 상기 갭부 내에 양의 압력(positive pressure)을 유지하기 위하여 기동(start up) 동안에 가압된 공기를 주입하기 위한, 상기 고정자를 관통하는 통로부(passageway)를 포함한다.
본 발명의 다른 한 측면에 따른, 다단 원심 압축기의 기동 방법은, 인테그럴(integral) 고속 모터를 갖는 다단 원심 압축기--상기 모터는 그 사이에 갭(gap)부가 형성되는 고정자와 회정 가능하게 지지되는 회전자를 갖고, 상기 회전자는 수력학적 오일 베어링에 의하여 각 말단부가 지지됨--를 기동(start)하기 위한 방법이며:
a) 베어링으로부터의 오일이 상기 갭부로 인입되는 것을 최소화하기 위하여 상기 회전자가 회전하기 시작할 때, 상기 회전자의 단부들 사이에 위치한 상기 갭부 내로 압축 공기를 주입하는 단계; 및
b) 상기 회전자가 원심력에 의해 상기 회전자의 단부로부터 상기 갭부와 멀어지도록 오일을 방출하기에 충분한 회전 속도에 도달했을 때, 상기 공기의 주입을 중단시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 한 실시 형태에 따른 인테그럴 고속 모터를 갖는 다단 원심 압축기는:
a) 영구 자석들을 수반하는 회전자를 둘러싸는, 전자적으로 정류되는(commutated) 고정자 코일을 갖는 변속 가능한 영구 자석 모터--여기서, 상기 회전자는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 자철 샤프트를 가짐--; 및
b) 상기 회전자 샤프트와 함께 회전하도록 탑재된 복수 개의 압축기 임펠러(impeller)를 포함하며,
c) 상기 회전자는:
1) 상기 샤프트의 회전축에 평행한 네 개의 면으로 정의되는 사각 단면의 철 샤프트,
2) 원통 면과 평면에 의하여 정의되고, 원의 한 부분인 단면 모양을 갖고, 상기 사각 철 샤프트의 네 개의 면 각각에 고정되는 영구 자석들--여기서 상기 자석들은 교번하는 극성을 갖도록 배열됨--, 및
3) 상기 샤프트 상에 영구 자석을 지지하기 위한 플라스틱 결속구(binding)로 보강된 압축 응력 상태의(prestressed) 탄소 흑연 섬유를 포함하는 것인
공기 압축을 위한 인테그럴(integral) 고속 모터를 갖는 것이다.
상기 고정자와 인버터는 핀(fin)을 갖는 열 교환기를 사용하여 수냉된다. 상기 고정자와 회전자 사이의 갭부는, 오일 등의 오염물을 이 영역에서 제거하기 위하여, 상기 갭부로 차가운 공기를 인입시킴으로써 조절된다. 상기 회전자 샤프트는 상기 자석들에 근접한 말단부들을 차가운 오일에 담금으로써 냉각된다. 샤프트 냉각을 증대시키기 위한 방안은 제2단 임펠러로부터 제1단 임펠러로 상기 회전자를 관통하는 축 상의 홀(hole)을 사용하는 것이다. 제2단 인입부(inlet)로부터의 차가운 공기는 샤프트를 관통하여 지나가면서 열을 운반해 낸다. 상기 공기 흐름의 원동력은 제2단의 인입부로부터 제1단의 인입부까지의 압력 차이이다.
상기 회전자는, 사각 단면의 철 샤프트 상에 마운트되고 압축 응력 상태의 합성 탄소 흑연 섬유 권선에 의해 지지되는 4개의 반달형 사마륨 코발트 자석으로 구성된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 시스템 제어기(1)와 컴프레서 제어기(2)를 포함하는 전기적 제어 시스템과, 정류기(4), 부스트(boost)(5), 인버터(6) 및 모터(7)를 포함하는 전력 변환 시스템의 관계를 나타낸다. 전기적 제어 시스템은 전력 변환 시스템 및 Hall 센서(3)와 상호 작용하여, 모터의 기동(startup)과, 압축기 부하를 수용하기 위한 모터 정상 운전 속도(full speed) 조건들을 제공한다.
도 2, 3 및 4는 회전자 압축기 구성과 단간(interstage) 공냉을 위한 공기의흐름 경로를 도시한다. 대기 중의 공기는 제1단 인입부(21)을 통하여, 공기를 압축하여 공기가 가열되도록 하는 제1 원심 압축기 단(27)에 인입된다. 압축 과정의 효율을 증가시키기 위하여, 공기는 제2단 인입부(24)를 통하여 제2단(26)에 들어오기 이전에 열 교환기(31)에서 냉각된다. 상기 열 교환기는 경로 29를 통하여 들어와 경로 30을 통하여 배출되는 냉각수를 사용하여 공기로부터 냉각수로의 열 교환을 수행한다. 제2단(26)은 공기(25)를 원하는 압력 레벨로 더욱 압축한다.
압축된 공기는 배선(23)을 통하여 회전자(28)와 고정자(52) 사이의 갭부(50)로 외부 소스로부터 인입되어, 회전자(28)가 기동 시에 회전하기 시작할 때 회전자(28)를 지지하는 베어링들(53, 54)로부터의 오일이 갭부(50)로 들어오는 것을 방지한다. 베어링(54)에 관련된 구성과 유사하다는 것을 이해할 수 있으므로, 설명의 편의를 위하여, 베어링(53)에 관련된 구성을 주로 이하에서 설명한다.
갭부(50)로 강제 인입되는 공기는, 갭부(50) 내에 오일의 인입을 방지하거나 또는 갭부(50) 내에 이미 존재하는 오일을 배출하도록, 회전자(28)와 고정자(52) 사이의 대기 제어를 위해 사용될 수 있다. 기동 이후에, 회전자(28)와 접촉하고 있는 오일이 회전자로부터 원심력에 의하여 밀려나 갭부(50)로부터 벗어나기에 충분한 속도로 회전자(28)가 회전하게 될 때에, 배선(23)을 통한 압축된 공기의 공급은 중단되어야 한다. 높은 회전 속도에서 갭부(50)로 압축된 공기가 공급된다면, 바람직하지 못한 회전자(28) 및 고정자(52)의 마찰 및 가열이 발생할 수 있다.
부하가 걸린 조건 하에서의 회전자(28)의 고속 회전은 공기 마찰로 인한 회전자의 열, 철 및 구리 손실 및 고조파를 발생시킨다. 회전자 샤프트(55)는 샤프트(55)의 말단(56)을 냉각된 오일에 담그는 것에 의하여 냉각된다. 오일은 오일 통과부(57)를 통하여 펌프(59)에 의하여 펌핑되어, 베어링(53)으로 가압되어 인입됨으로써 윤활 작용 및 베어링(53)으로부터의 열 제거 작용을 하며, 공극(cavity)(58) 내에서 베어링(53)으로부터 고정자(52)의 말단부 턴(turn)(9)으로 튀어 고정자(52)의 말단부 턴(9)으로부터 열을 제거한다. 개략적으로 도시된 펌프(59)로부터 조립체 내의 모든 회전자 베어링으로 오일을 공급한다는 것이 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 대체 가능한 샤프트 냉각 구조(도시되지 않음)로는, 제2단 인입부(24)로부터 회전자(28)의 샤프트 내의 구멍을 통하여 제1단 인입부(21)로 차가운 공기를 공급하는 구조가 사용될 수 있다. 공기 공급의 원동력(motive force)은 제1단 인입부(21)의 압력보다 높은 제2단 인입부와의 압력 차이이다. 이러한 구성은 오일 냉각과 병행하여 사용될 수도 있다.
도 3 및 4를 주목하면, 동기식 영구 자석 모터(synchronous permanent magnet motor)(7)가 압축기 단들(26, 27)을 구동하기 위하여 사용된다. 모터(7)는 고정자(52)와 회전자(28)를 포함한다. 고정자(52)는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 적층된 전기 강철(electrical steel) 재질의 박판형 원판들(60)을 사용하여 제조된다. 원판(60)들로 사용되기 위해 박판화된(laminated) 재료는 양질의 재료로서 낮은 손실을 가능하게 한다. 이러한 고정자(52)의 적층은 24개의 고정자 슬롯 내에 3상 분포형 Y 결선된 권선들을 포함한다. 고정자(52)는, 하나 또는 그 이상의 원판(60)을 대체하여, 고정자(52)의 외측 직경(OD)으로부터 고정자(52)의 내측직경(ID)과 회전자(28)의 외측 직경(OD) 사이의 갭부(50)로 배선(23)을 통하여 압축된 공기를 제공하기 위해 반경 방향으로(radially) 펼쳐진 바퀴살형 통과부(64)를 갖는 고온 플라스틱 스페이서(8)를 수용하도록 중앙부가 갈라져있다. 이 공기는 갭부의 오일을 제거하고 갭부(50)로 오일이 들어가지 못하도록 한다. 공기는 배선(23)을 통하여, 원판(60)을 둘러싸는 수냉 자켓(10)을 통해 펼쳐진 통과부(66) 내로 제공되고, 고정자(52)의 외측을 둘러싸고 펼쳐진 환(annulus)부(70)로 제공된다. 여기서부터, 공기는 바퀴살형 통과부(64)를 통하여 갭부(60) 내로 분배된다.
갭부(50) 근처의 말단부 턴(9)의 권선들의 사이에 오일의 배출을 위해서 개구(opening)들이 제공된다. 고정자(52)의 외곽 주변부에는, 고정자(52) 내에 발생된 구리와 철 손실에 의하여 형성된 열의 냉각을 제공하는 수냉 자켓(10)이 탑재된다. 따라서 냉각은 베어링(54)을 통한 오일 흐름과 자켓(10)을 통한 냉각수의 흐름에 의해 이루어진다.
도 5 및 5A에 나타낸 바와 같이, 회전자는 희토류인 사마륨 코발트로 이루어진 영구 자석(12)을 갖는다. 회전자 당 4개의 자극(pole)이 존재한다. 자석의 기하학적 구조는 자석의 말단 손실을 최소화하고 스트레스 레벨을 최소화하기 위하여 반달형으로 되어 있다. 반달형 모양의 자석들(72a-72d)은 전도성 필드를 마무리하기 위한 사각 단면의 강철 샤프트(75) 상에 탑재된다. 자석들은 축 상에서 비전도성의 티타늄 말단 캡(13)으로 된 케이스에 씌워진다. 티타늄은 자석을 쇼트(shorting)시키는 일 없이, Hall 센서에 의한 회전자 자석으로부터의 누설 자계 센싱(sensing)이 가능하게 한다. 회전자 자석은 압축 응력을받은(prestressed) 합성 권선(14)에 의하여 샤프트의 축 상에 고정된다. 이러한 합성 권선(14)은 고강도, 저전도성 및 고저항 탄소 흑연 섬유 조성물이다. 압축 응력 상태의 합성 섬유에 의해, 작동 중 자석에 손상을 입힐 수 있는 샤프트로부터의 자석 이탈이 방지된다.
전력 단으로의 입력 전압은 50Hz 또는 60Hz로 380V로부터 575V까지 변화할 수 있다. AC 입력 전압은 반 제어(half-controlled) 정류 회로에 의하여, 부스트 상(boost phase)에 의하여 그 레벨이 변경될 수 있는 DC 전압으로 변환된다. DC 전압은 인버터 단에서 원하는 크기와 주파수를 갖는 AC 전압으로 변경된다. 고정자 권선은 인버터 출력에 접속된다.
도 6의 삼상, 반 제어 사이리스터는 DC 전압 레벨로 입력 전압을 변환하기 위해 사용된다. DC 전압 레벨은 입력 전압에 의존하며 입력 전압의 rms 값보다 1.45배 높다. 반 제어 사이리스터는 3개의 사이리스터들(15)과 세 개의 다이오드(16)로 이루어진다. 각각 직렬 RC 회로로 이루어진 3개의 완충 회로(17)는 세 개의 사이리스터(15)의 애노드와 캐소드에 각각 접속된다. RC 부품들은 반 제어 정류기를 사용함으로 인하여, 전 제어(full-controlled)의 경우에 비하여 낮은 전압 기울기 과도 증가(voltage slope transient increase)로 인한 낮은 파워 정격을 갖는다. 반 제어 사이리스터 출력에 접속된 DC 커패시터 뱅크를 초기 충전하기 위하여 소프트 스타트(soft start)가 이용된다. DC 커패시터의 고정 전압은 제1단 기동(stratup) 과정을 통하여 유지된다.
모터 기동은 2 단(two stage)으로 이루어진다. 두 개의 단은 통상의6-단계(step) 피드백 센서 디코딩을 사용한다. 6 단계의 각각 동안에, 여섯 개의 IGBT(insulated gate bipolar transistor) 스위치들(18) 중의 두 개는, 도 6에 도시된 바와 같이, 보통 턴 온 된다. 모터가 가속될 때의 전류를 제한하기 위해서, 스위치들 중 하나는 18kHz에서 펄스폭 변조(PWM)된다. 각각의 시간에 정류(commutation) 상태가 변경되며, 변조되고 있는 스위치는 변경되어, 6개의 IGBT들에 걸쳐 균일한 스위칭 손실의 분산이 이루어진다. 모터가 통상 속도의 약 80%에 이를 때, 듀티 사이클은 100%이다. 이 시점에서 제2 모드로 스위칭 되도록 제어가 이루어진다.
제2 모드는 도 8에 도시된 단계 상승(부스트) 회로의 제어를 필요로 한다. 제1 기동 모드의 말단에서, 버스는 이미 AC 입력 rms 전압 값에 따른 레벨로 충전되어 있고, 모터는 희망하는 속도의 80%에 도달하여 있다. 모터 속도를 더 증가시키기 위해, DC 버스 전압 레벨을 증가시키는 것이 필요하다. 전압 레벨은 스위치의 듀티 비(duty ratio)를 변화시킴에 의하여 변경되고, 이는 스위칭 시간 주기에 대한 온 주기의 비율을 나타낸다. PWM 스위칭 모드에서 스위치의 상태(온 또는 오프)를 제어하는 스위치 제어 신호는, 신호 레벨 제어 전압과 반복 파형을 비교함으로써 생성된다. 일정한 피크를 가진 톱니형 반복 파형의 주파수는 스위칭 주파수를 결정한다.
부스트 모드 동안, 도 7에 도시된 전압 제어 IGBT 회로는, 원하는 공칭 값으로의 모터 속도 증가를 달성하기 위한 6단계 제어 모드를 수행하고 있다. IGBT 스위치들의 온/오프 세팅에 의존하여, 언제든 전류는 두 개 모터 상의 권선(20)을 통하여 흐른다. 여섯 개의 IGBT 스위치들 각각은 120도 동안 온 상태로, 그리고 60도 동안 오프 상태로 스위칭 되고, 소정의 룩업 테이블(lookup table)에 의하여 단속된다. 120도 온 시간 동안에, 양의 전압이 인가된다. 60도의 갭 동안에, 전원 공급은 중단된다. 전원 공급은 다른 두 상에 대하여서도 동일한 방식으로 수행된다. 전원 공급의 다양한 타이밍이 3 상의 각각에 적용되어 상들 간에는 120도의 차이가 있게 된다. 이에 따라 회전 자계가 발생되어 모터를 구동하게 된다.
위치 검출 회로--도 1의 Hall 센서(3)--는 Hall 효과 특성에 기반을 두고 있다. 세 개의 Hall 센서는 60도 간격으로 배치되고 모터의 회전자 자극으로부터 누설 자계를 검출하도록 설계된다. 회전자의 자극 남극이 센서를 지나면 양의 신호 전압이 래치(latch)되고, 그렇지 않은 경우 신호는 영이 된다. 이러한 Hall 효과 픽업(pickup)은 인버터와 모터 고정자 권선의 폐루프 정류(commutation)을 가능하게 한다.
모터가 정격 속도에 있을 때, 모터 전류는 전류 위상이, 그에 관련된 고정자 권선 내에서 유기된 역 EMF(electro-motive force)에 비하여 앞서도록 제어함으로써 최적화된다. 역 EMF의 제로 교차(zero crossing)가 전류 권선 인젝션(injection)의 기준 지점으로 사용된다. Hall 센서는 이러한 제로 교차를 검출한다.
시스템 제어기는, 모터 기동, PWM 제어, 부스트 제어, 6 단계 제어, 모터 위치 검출, 전류 최적화 및 속도 제어를 포함하는 모든 제어 기능을 수행한다. 압축기 제어기는 개시 및 정지 기능을 제어한다. 압축기 제어기와 모터 제어기 사이에직렬 링크 통신(serial link communication)이 이루어진다. 압축기 제어기로부터 모터 제어기로, 모터 제어를 위한 설정 포인트(set point)값들이 전달되며, 이들은: 희망하는 속도의 설정 포인트, 저속 경고 및 멈춤(trip)을 위한 설정 포인트, 고속 경고 및 멈춤(trip)을 위한 설정 포인트, 최대 전류 경고 및 멈춤(trip)을 위한 설정 포인트, 리드 각(lead angle) 및 저 DC 버스 경고를 위한 설정 포인트 등이다. 경고 동작은 모니터된 파라미터가, 허용되지는 않으나 작동에 치명적인 정도의 레벨이 아닌 경우에 활성화된다. 정지 동작은 모니터된 파라미터가 치명적이고 위험한 작동 레벨에 도달한 경우에 수행된다. 시스템 제어기는 모든 정지 기능들을 수행한다. 모터/제어기 아날로그 입력 값들은 디스플레이를 위해 압축기 제어기로 전달되며, 이들은 속도, 전류량, DC 버스 전압, 및 모터 전력이다.
비록 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 중심으로 상세히 설명하였지만, 다양한 변형 및 세세한 부분들에 대한 대체가, 개시된 기술 사상의 범위 내에서 가능하다는 것이 당업자에게는 이해될 것이다. 상술된 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것일 수 없다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위와 그에 균등한 것들에 의해서만 파악되어야 할 것이다.
본 발명에 의하여, 속도 증가를 위한 기어 및 이를 위한 부가적인 베어링들의 필요 없이도, 요구되는 고속으로 압축기를 직접 구동하기 위한 압축기 단들을 갖도록 집적화 되어 설계된 개선된 소형 고속 모터가 제공된다.

Claims (11)

  1. a) 영구 자석들을 수반하는 회전자를 둘러싸는, 전자적으로 정류되는(commutated) 고정자 코일을 갖는 변속 가능한 영구 자석 모터--여기서, 상기 코일과 상기 회전자 사이에는 갭(gap)부가 구비되고, 상기 회전자는 가압된 오일에 의해 윤활되는 수력학적(hydrodynamic) 베어링에 의해 그 말단부에서 회전 가능하게 지지되는 자철(magnetic steel)로 된 회전자 샤프트를 가지며, 여기서 상기 고정자 코일은 상기 고정자를 따라 종방향으로 연장되고 말단부 턴(end turn)을 형성하기 위해 상기 고정자의 말단을 둘러싸고 연속되는 복수 개의 고정자 권선을 포함함---;
    b) 상기 회전자 샤프트와 함께 회전하도록 탑재된 복수 개의 압축기 임펠러(impeller);
    c) 상기 베어링을 윤활하고, 상기 베어링, 회전자 및 고정자 코일을 냉각하기 위하여 상기 베어링 내로 냉각된 오일을 주입하기 위한 펌프--여기서 상기 베어링은 상기 베어링으로부터 이탈한 오일이 상기 샤프트의 상기 지지된 말단과 상기 고정자 코일의 말단부 턴(end turn)으로 튀도록 설계됨--; 및
    d) 상기 갭(gap)부로부터 오일을 제거하기 위하여 상기 갭부 내에 양의 압력(positive pressure)을 유지하기 위하여 기동(start up) 동안에 가압된 공기를 주입하기 위한, 상기 고정자를 관통하는 통로부
    를 포함하는, 공기 압축을 위한 인테그럴(integral) 고속 모터를 갖는 다단원심 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터가 미리 설정된 속도에 도달하면, 상기 갭(gap)부로 압축 공기의 주입을 종료하기 위한 수단을 더 포함하는 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    기동(start up) 동안에 외부 소스로부터 상기 갭부로 압축 공기가 주입되는 것인 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정자 코일은 박판(lamination)들에 의해서 지지되고, 상기 회전자 샤프트의 축 말단부들 사이에서, 상기 고정자 코일 박판들의 중앙 통로를 통하여 상기 통과부가 연장되는 것인 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전자 샤프트는 냉각을 위한 오일을 받아들이기 위하여 상기 샤프트를 관통하여 연장된 축 상의 홀을 갖는 것인 압축기.
  6. a) 영구 자석들을 수반하는 회전자를 둘러싸는, 전자적으로정류되는(commutated) 고정자 코일을 갖는 변속 가능한 영구 자석 모터--여기서, 상기 회전자는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 자철 샤프트를 가짐--; 및
    b) 상기 회전자 샤프트와 함께 회전하도록 탑재된 복수 개의 압축기 임펠러(impeller)를 포함하며,
    c) 상기 회전자는:
    1) 상기 샤프트의 회전축에 평행한 네 개의 면으로 정의되는 사각 단면의 철 샤프트,
    2) 원통 면과 평면에 의하여 정의되고, 원의 한 부분인 단면 모양을 갖고, 상기 사각 철 샤프트의 네 개의 면 각각에 고정되는 영구 자석들--여기서 상기 자석들은 교번하는 극성을 갖도록 배열됨--, 및
    3) 상기 샤프트 상에 영구 자석을 지지하기 위한 플라스틱 결속구(binding)로 보강된 압축 응력 상태의(prestressed) 탄소 흑연 섬유를 포함하는 것인
    공기 압축을 위한 인테그럴(integral) 고속 모터를 갖는 다단 원심 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사각 단면 형상의 샤프트의 모서리부가 센서를 통과하여 회전할 때 상기 회전자 자계(magnetic field)의 극성 변화를 감지하기 위하여, 상기 회전자의 근처에 배치된 Hall 효과 자기 센서를 더 포함하는 압축기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자석들은 연속적인 원통 면을 정의하기 위해서 상기 샤프트 상에 위치되는 것인 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    각각의 자석의 모서리(edge)는 반대 극성을 지니는 자석의 모서리에 인접하게 위치되는 것인 압축기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 원통 면과 상기 평면에 의해 정의되는 상기 자석의 모서리(edge)들은 다른 극성을 갖는 자석의 모서리와 접하고 있는 것인 압축기.
  11. 인테그럴(integral) 고속 모터를 갖는 다단 원심 압축기--상기 모터는 그 사이에 갭(gap)부가 형성되는 고정자와 회정 가능하게 지지되는 회전자를 갖고, 상기 회전자는 수력학적 오일 베어링에 의하여 각 말단부가 지지됨--를 기동(start)하기 위한 방법에 있어서,
    a) 베어링으로부터의 오일이 상기 갭부로 인입되는 것을 최소화하기 위하여 상기 회전자가 회전하기 시작할 때, 상기 회전자의 단부들 사이에 위치한 상기 갭부 내로 압축 공기를 주입하는 단계; 및
    b) 상기 회전자가 원심력에 의해 상기 회전자의 단부로부터 상기 갭부와 멀어지도록 오일을 방출하기에 충분한 회전 속도에 도달했을 때, 상기 공기의 주입을 중단시키는 단계를 포함하는
    다단 원심 압축기의 기동 방법.
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Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6505475B1 (en) 1999-08-20 2003-01-14 Hudson Technologies Inc. Method and apparatus for measuring and improving efficiency in refrigeration systems
US20040016253A1 (en) * 2000-03-14 2004-01-29 Hussmann Corporation Refrigeration system and method of operating the same
US6973794B2 (en) * 2000-03-14 2005-12-13 Hussmann Corporation Refrigeration system and method of operating the same
US6332327B1 (en) * 2000-03-14 2001-12-25 Hussmann Corporation Distributed intelligence control for commercial refrigeration
US7494035B2 (en) * 2001-04-30 2009-02-24 Black & Decker Inc. Pneumatic compressor
US7225959B2 (en) * 2001-04-30 2007-06-05 Black & Decker, Inc. Portable, battery-powered air compressor for a pneumatic tool system
US7063519B2 (en) * 2002-07-02 2006-06-20 R & D Dynamics Corporation Motor driven centrifugal compressor/blower
JP4010212B2 (ja) * 2002-09-17 2007-11-21 トヨタ自動車株式会社 回転電機潤滑油排出手段を有する過給機
US6997686B2 (en) * 2002-12-19 2006-02-14 R & D Dynamics Corporation Motor driven two-stage centrifugal air-conditioning compressor
US7160086B2 (en) 2003-01-29 2007-01-09 Sundyne Corporation Rotary machine cooling system
GB0313143D0 (en) * 2003-06-07 2003-07-09 Boc Group Plc Sewage aeration
US7442014B1 (en) 2003-10-29 2008-10-28 Paul Craig Mellinger Fluid transfer system and method for transferring fluid
US7407371B2 (en) * 2003-10-29 2008-08-05 Michele Leone Centrifugal multistage pump
FR2864214B1 (fr) * 2003-12-22 2017-04-21 Air Liquide Appareil de separation d'air, appareil integre de separation d'air et de production d'un metal et procede de demarrage d'un tel appareil de separation d'air
BE1015913A3 (nl) 2004-02-23 2005-11-08 Atlas Copco Airpower Nv Machine met verbeterde lagersmering.
US8021127B2 (en) * 2004-06-29 2011-09-20 Johnson Controls Technology Company System and method for cooling a compressor motor
GB2416806A (en) * 2004-07-31 2006-02-08 Fluid Power Design Ltd Compressor arrangement with intercooler and air bearings
US20060032484A1 (en) * 2004-08-11 2006-02-16 Hutchinson Sean G Electro-charger
US7757502B2 (en) * 2004-09-22 2010-07-20 Hamilton Sundstrand Corporation RAM fan system for an aircraft environmental control system
KR101286626B1 (ko) * 2005-08-25 2013-07-15 엔티엔 가부시키가이샤 공기 사이클 냉동 냉각용 터빈 유닛
WO2007035700A2 (en) * 2005-09-19 2007-03-29 Ingersoll-Rand Company Multi-stage compression system including variable speed motors
US7811068B2 (en) * 2005-11-16 2010-10-12 General Electric Company Methods and apparatus for transporting natural gas through a pipeline
WO2007095537A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Ingersoll-Rand Company Multi-stage compression system and method of operating the same
US8156757B2 (en) * 2006-10-06 2012-04-17 Aff-Mcquay Inc. High capacity chiller compressor
US20080181794A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Steinfels Craig R Mobile pneumatic compressor
US20080232962A1 (en) * 2007-03-20 2008-09-25 Agrawal Giridhari L Turbomachine and method for assembly thereof using a split housing design
US20100139298A1 (en) * 2007-05-07 2010-06-10 Alexander Lifson Motor-compressor drive apparatus
US8215928B2 (en) * 2007-10-02 2012-07-10 R&D Dynamics Corporation Foil gas bearing supported high temperature centrifugal blower and method for cooling thereof
US8037713B2 (en) 2008-02-20 2011-10-18 Trane International, Inc. Centrifugal compressor assembly and method
US7856834B2 (en) * 2008-02-20 2010-12-28 Trane International Inc. Centrifugal compressor assembly and method
US9353765B2 (en) 2008-02-20 2016-05-31 Trane International Inc. Centrifugal compressor assembly and method
US7975506B2 (en) 2008-02-20 2011-07-12 Trane International, Inc. Coaxial economizer assembly and method
JP5632297B2 (ja) * 2008-03-13 2014-11-26 エーエーエフ−マックウェイ インク． チラーシステム及びチラーシステムの作動方法
US7785405B2 (en) * 2008-03-27 2010-08-31 Praxair Technology, Inc. Systems and methods for gas separation using high-speed permanent magnet motors with centrifugal compressors
US20090241595A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Praxair Technology, Inc. Distillation method and apparatus
MX2011003210A (es) * 2008-09-26 2011-09-28 Arb Greenpower L L C Sistema hibrido de conversion de energia.
JP4876112B2 (ja) * 2008-09-30 2012-02-15 株式会社日立製作所 すべり軸受装置
GB2469015B (en) * 2009-01-30 2011-09-28 Compair Uk Ltd Improvements in multi-stage centrifugal compressors
BE1019030A5 (nl) 2009-08-03 2012-01-10 Atlas Copco Airpower Nv Turbocompressorsysteem.
US8529665B2 (en) 2010-05-12 2013-09-10 Praxair Technology, Inc. Systems and methods for gas separation using high-speed induction motors with centrifugal compressors
US9951784B2 (en) 2010-07-27 2018-04-24 R&D Dynamics Corporation Mechanically-coupled turbomachinery configurations and cooling methods for hermetically-sealed high-temperature operation
DE102010035725A1 (de) * 2010-08-28 2012-03-01 Daimler Ag Aufladeeinrichtung für eine Energieumwandlungseinrichtung
US10006465B2 (en) 2010-10-01 2018-06-26 R&D Dynamics Corporation Oil-free water vapor blower
US9140407B2 (en) * 2010-11-29 2015-09-22 Lincoln Industrial Corporation Pump having stirrer and direct feed
NO20110786A1 (no) * 2011-05-31 2012-12-03 Fmc Kongsberg Subsea As Subsea kompressor direkte drevet av en permanentmagnetmotor med en stator og rotor nedsunket i vaeske
US9476428B2 (en) 2011-06-01 2016-10-25 R & D Dynamics Corporation Ultra high pressure turbomachine for waste heat recovery
US8657918B2 (en) 2011-11-17 2014-02-25 Praxair Technology, Inc. Cyclic adsorption process using centrifugal machines
JP5899412B2 (ja) * 2011-12-09 2016-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 回転角度検出装置
DE102011120767A1 (de) 2011-12-10 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Elektrohydraulische Steuereinrichtung
DE102011121223A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Turboverdichter
CN103047155B (zh) * 2011-12-29 2015-07-29 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 工质隔离涡轮压气机
CN102619769A (zh) * 2012-04-17 2012-08-01 江苏乘帆压缩机有限公司 高压离心风机
US8925197B2 (en) 2012-05-29 2015-01-06 Praxair Technology, Inc. Compressor thrust bearing surge protection
US20130334911A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-19 Remy Technologies, L.L.C. Electric motor including a positive pressure introduction system and method
DE102012012540A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Turboverdichter
US20160032935A1 (en) * 2012-10-03 2016-02-04 Carl L. Schwarz System and apparatus for compressing and cooling an incoming feed air stream in a cryogenic air separation plant
US10443603B2 (en) 2012-10-03 2019-10-15 Praxair Technology, Inc. Method for compressing an incoming feed air stream in a cryogenic air separation plant
US10385861B2 (en) * 2012-10-03 2019-08-20 Praxair Technology, Inc. Method for compressing an incoming feed air stream in a cryogenic air separation plant
CN105051467B (zh) 2012-12-07 2018-05-15 特灵国际有限公司 用于制冷机的马达冷却系统
GB2526741A (en) * 2013-03-15 2015-12-02 Trane Int Inc Apparatuses, systems, and methods of variable frequency drive operation and control
CN104564737A (zh) * 2014-01-13 2015-04-29 陈永刚 一种旋轮增压制冷压缩机
US20150308456A1 (en) * 2014-02-19 2015-10-29 Honeywell International Inc. Electric motor-driven compressor having bi-directional liquid coolant passage
FR3018010B1 (fr) * 2014-02-21 2016-03-11 Skf Magnetic Mechatronics Ensemble modulaire de moteur et paliers magnetiques et procede de fabrication
CN104009579B (zh) * 2014-06-12 2017-02-01 麦科威（昆山）机械有限公司 塑料高速混合机电机轴支撑结构
KR101765583B1 (ko) * 2014-07-29 2017-08-07 현대자동차 주식회사 공기 압축기의 냉각유닛
JP6428434B2 (ja) * 2015-03-27 2018-11-28 株式会社豊田自動織機 圧縮機
CN104879306B (zh) * 2015-05-13 2017-03-08 苏州市朗吉科技有限公司 一种离心压缩机
CN105114341B (zh) * 2015-09-01 2017-11-10 广东美芝制冷设备有限公司 离心压缩机及具有其的房间空调器
KR101607492B1 (ko) * 2015-09-04 2016-04-11 터보윈 주식회사 직결 구동형 듀얼 터보 블로워 냉각 구조
US9909438B2 (en) 2016-04-12 2018-03-06 United Technologies Corporation Hydrodynamic carbon face seal pressure booster
CN106015032B (zh) * 2016-06-28 2018-05-22 杭州万辰机电科技有限公司 离心压缩机
US10724546B2 (en) * 2016-08-05 2020-07-28 Daikin Applied Americas Inc. Centrifugal compressor having a casing with an adjustable clearance and connections for a variable flow rate cooling medium, impeller clearance control apparatus for centrifugal compressor, and impeller clearance control method for centrifugal compressor
JP2018123797A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 トヨタ自動車株式会社 エア供給システム
US10280850B1 (en) 2018-01-23 2019-05-07 Ford Global Technologies, Llc Double-ended electric supercharger
KR102014376B1 (ko) * 2018-06-25 2019-08-26 클러스터엘앤지(주) Lng 추진 선박용 증발가스 압축기
US11326622B2 (en) 2018-11-15 2022-05-10 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Oil cooled centrifugal compressor and turbocharger including the same
CN110397607A (zh) * 2019-07-09 2019-11-01 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种高速直驱式双吸离心蒸汽压缩机
US11387712B2 (en) * 2019-09-13 2022-07-12 GM Global Technology Operations LLC Method to reduce oil shear drag in airgap
CN111503009B (zh) * 2020-04-24 2021-07-20 浙江浙水工贸有限公司 一种高扬程屏蔽式永磁多级泵及其控制方法
CN112761973A (zh) * 2021-01-08 2021-05-07 西安交通大学 一种超高速永磁电机驱动的氮气压缩机结构
CN117927439A (zh) * 2024-03-18 2024-04-26 潍柴动力股份有限公司 一种一体式电动泵及车辆

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3951573A (en) * 1946-07-16 1976-04-20 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Fluid lubricated bearing construction
US4125345A (en) * 1974-09-20 1978-11-14 Hitachi, Ltd. Turbo-fluid device
US4616483A (en) * 1985-04-29 1986-10-14 Carrier Corporation Diffuser wall control
JPS62153597A (ja) * 1985-12-27 1987-07-08 Hitachi Ltd 真空ポンプ
JPH02130286A (ja) * 1988-11-08 1990-05-18 Diesel Kiki Co Ltd 空気調和機
JPH05502076A (ja) 1989-12-20 1993-04-15 アライド・シグナル・インコーポレーテツド 可変速ターボ真空ポンプ
JPH05207688A (ja) * 1992-01-27 1993-08-13 Hitachi Ltd 電動機の回転子
US5350039A (en) * 1993-02-25 1994-09-27 Nartron Corporation Low capacity centrifugal refrigeration compressor
IL109967A (en) * 1993-06-15 1997-07-13 Multistack Int Ltd Compressor
US5638796A (en) * 1994-06-03 1997-06-17 Adams, Iii; Herbert L. Electric supercharger
US5801470A (en) 1996-12-19 1998-09-01 General Electric Company Rotors with retaining cylinders and reduced harmonic field effect losses
KR100189150B1 (ko) * 1997-02-26 1999-06-01 윤종용 공기조화기용 원심압축기
US5957667A (en) * 1997-05-23 1999-09-28 Ballard Generation Systems Inc. Oilless compressor with a pressurizable crankcase and motor containment vessel
JP3484051B2 (ja) * 1997-09-10 2004-01-06 株式会社 日立インダストリイズ 永久磁石式同期電動機及びその製造方法ならびに永久磁石式同期電動機を備えた遠心圧縮機
US6102672A (en) * 1997-09-10 2000-08-15 Turbodyne Systems, Inc. Motor-driven centrifugal air compressor with internal cooling airflow
JP3889532B2 (ja) * 1998-09-07 2007-03-07 三菱電機株式会社 Ｄｃブラシレスモータの組込着磁方法
JP3918432B2 (ja) 1998-09-18 2007-05-23 株式会社日立プラントテクノロジー 電動機で直接駆動する２段遠心圧縮機

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