RU2461738C1 - Modular electrically driven compressor plant - Google Patents
Modular electrically driven compressor plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461738C1 RU2461738C1 RU2011124622/06A RU2011124622A RU2461738C1 RU 2461738 C1 RU2461738 C1 RU 2461738C1 RU 2011124622/06 A RU2011124622/06 A RU 2011124622/06A RU 2011124622 A RU2011124622 A RU 2011124622A RU 2461738 C1 RU2461738 C1 RU 2461738C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- electric motor
- sections
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к компрессорной технике и может быть использовано в качестве агрегата для сжатия различных газов во многих отраслях промышленности, например в качестве газоперекачивающего агрегата на линейных компрессорных станциях.The invention relates to compressor technology and can be used as a unit for compressing various gases in many industries, for example, as a gas pumping unit at linear compressor stations.
Известны компрессорные агрегаты, выполненные в виде многокорпусных конструкций (компрессорных корпусов сжатия, электродвигателей, мультипликаторов), объединенных с помощью различного типа трансмиссий в единый компрессорный агрегат (см, например, Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. - М.: Машиностроение. 1995 г.).Known compressor units made in the form of multi-body structures (compressor compression housings, electric motors, multipliers), combined using various types of transmissions into a single compressor unit (see, for example, Shnepp VB Design and calculation of centrifugal compressor machines. - M .: Engineering. 1995).
Недостатками известных агрегатов являются:The disadvantages of the known aggregates are:
- большая металлоемкость агрегатов;- large metal consumption of units;
- необходимость применения вращающихся уплотнений;- the need for rotating seals;
- необходимость обеспечения точности центровки осей отдельных корпусов компрессора, электродвигателя, элементов трансмиссий и мультипликаторов;- the need to ensure accuracy of the alignment of the axes of individual compressor housings, electric motors, transmission elements and multipliers;
- необходимость применения в агрегате мер взрывозащиты при компримировании взрывоопасных газов из-за неизбежных утечек газа через вращающиеся уплотнения;- the need to use explosion protection measures in the unit when compressing explosive gases due to inevitable gas leaks through rotating seals;
- большая установочная площадь для размещения составных частей агрегата.- a large installation area for the placement of the components of the unit.
Известны конструкции компрессорных агрегатов, в которых электродвигатель и компрессорные ступени сжатия объединены в единую конструкцию, причем рабочие колеса центробежных ступеней сжатия устанавливаются консольно на концы ротора электродвигателя с одной или с двух сторон. Такая компоновка компрессорного агрегата получила название MOPICO (Motor Pipeline Compressor). В таких компрессорных агрегатах все вращающиеся элементы находятся в одном герметизированном корпусе, расположенном в среде технологического газа (см., например, М.Брюне, И.Детомб. Применение активных магнитных подшипников в турбокомпрессорах и турбодетандерах газовой промышленности. Компрессорная техника и пневматика. №7, 2001 г.).Known designs of compressor units in which the electric motor and compressor compression stages are combined into a single structure, the impellers of centrifugal compression stages being mounted cantilever on the ends of the rotor of the electric motor from one or both sides. This arrangement of the compressor unit was called MOPICO (Motor Pipeline Compressor). In such compressor units, all rotating elements are in one sealed housing located in a process gas environment (see, for example, M. Brune, I. Detomb. Use of active magnetic bearings in turbocompressors and turbine expanders of the gas industry. Compressor technology and pneumatics. No. 7 , 2001).
Недостатками таких агрегатов являются:The disadvantages of such units are:
- возможность установки максимум двух ступеней сжатия центробежного компрессора;- the ability to install a maximum of two compression stages of a centrifugal compressor;
- работа обмоток электродвигателя в среде технологического газа, который может быть агрессивным и с высоким давлением.- the operation of the motor windings in a process gas environment, which can be aggressive and with high pressure.
Также известен центробежный компрессорный агрегат, имеющий двигатель, компрессор, содержащий ведомый вал с установленной на нем системой колес с лопатками, при этом система, образованная двигателем и компрессором, размещается в корпусе, который образован соединением его отдельных частей (см. Патент RU 2333398, опубликован 10.09.2008).Also known is a centrifugal compressor unit having an engine, a compressor comprising a driven shaft with a system of wheels with vanes mounted on it, while the system formed by the engine and compressor is housed in a housing that is formed by connecting its individual parts (see Patent RU 2333398, published 09/10/2008).
Недостатками данного агрегата являются:The disadvantages of this unit are:
- наличие больших габаритов;- the presence of large dimensions;
- большая металлоемкость агрегата;- large metal consumption of the unit;
- большая установочная площадь для размещения составных частей агрегата.- a large installation area for the placement of the components of the unit.
Технической задачей изобретения является создание технологичной при изготовлении и сборке модульной конструкции компрессорного агрегата, совмещающей в едином корпусе элементы многоступенчатого центробежного компрессора и электродвигателя с возможностью разделения полостей компрессора и электрической обмотки статора электродвигателя.An object of the invention is the creation of a modular design of the compressor unit, which is technologically advanced in the manufacture and assembly, combining elements of a multistage centrifugal compressor and an electric motor in a single housing with the possibility of separating the compressor cavities and the electric stator winding of the electric motor.
Техническим результатом изобретения является уменьшение массогабаритных характеристик, снижение металлоемкости агрегата, повышение эксплуатационной надежности компрессорного агрегата, снижение эксплуатационных затрат, снижение объемов работ при техобслуживании и ремонте, уменьшение числа контролируемых параметров.The technical result of the invention is to reduce the overall dimensions, reduce the metal consumption of the unit, increase the operational reliability of the compressor unit, reduce operating costs, reduce the amount of work during maintenance and repair, reduce the number of monitored parameters.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что модульный электроприводной компрессорный агрегат содержит корпус, в котором установлены статор электродвигателя с многофазной обмоткой, неподвижные элементы проточных частей центробежных ступеней сжатия компрессора, крышки корпуса, в которых установлены статорные элементы подшипниковых опор системы магнитного подвеса ротора агрегата, и ротор агрегата, на валу которого установлены роторные элементы подшипниковых опор и роторные узлы центробежного компрессора и электродвигателя, при этом магнитопровод статора электродвигателя выполнен в виде секций, число которых соответствует числу степеней сжатия компрессора и между которыми установлены немагнитопроводящие неэлектропроводящие разделяющие цилиндры, причем обмотка статора является общей для всех секций и уложена в пазах секций магнитопровода и разделяющих цилиндров, каждый объединенный роторный узел центробежного компрессора и электродвигателя включает рабочее колесо центробежного компрессора, внутри входной части которого образованы направляющие каналы для подачи газа на вход рабочего колеса, а снаружи расположена секция ротора электродвигателя, а для обеспечения магнитной связи секций статора и ротора электродвигателя агрегат снабжен расположенными между ними неподвижными цилиндрами, выполненными из неэлектропроводящего материала со встроенными магнитопроводами в виде тонких пакетов радиально ориентированных пластин электротехнической стали.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the modular electric drive compressor unit contains a housing in which a stator of an electric motor with a multiphase winding is installed, stationary elements of the flowing parts of the centrifugal compressor compression stages, housing covers, in which the stator elements of the bearing supports of the rotor magnetic suspension system of the unit are installed, and the rotor of the unit, on the shaft of which are installed rotor elements of bearing bearings and rotor assemblies of a centrifugal compressor and electric motor, while the magnetic circuit of the stator of the electric motor is made in the form of sections, the number of which corresponds to the number of compression ratios of the compressor and between which non-magnetic conductive non-conductive separating cylinders are installed, the stator winding being common to all sections and laid in the grooves of the sections of the magnetic circuit and separating cylinders, each combined rotor assembly a centrifugal compressor and an electric motor includes an impeller of a centrifugal compressor, inside which branching channels for supplying gas to the input of the impeller, and on the outside there is a section of the rotor of the electric motor, and to ensure magnetic coupling of the sections of the stator and rotor of the electric motor, the unit is equipped with fixed cylinders located between them, made of non-conductive material with built-in magnetic circuits in the form of thin packets of radially oriented plates of electrical become.
Кроме того, секция ротора электродвигателя выполнена по типу ротора асинхронного электродвигателя.In addition, the rotor section of the electric motor is made as a rotor of an asynchronous electric motor.
Изобретение поясняется чертежом, на фиг.1 которого представлена конструкция модульного компрессорного агрегата с тремя ступенями сжатия; на фиг.2 показано сечение агрегата А-А в плоскости секции электродвигателя.The invention is illustrated in the drawing, in Fig.1 which shows the design of a modular compressor unit with three stages of compression; figure 2 shows a section of the unit aa in the plane of the electric motor section.
Модульный электроприводной компрессорный агрегат содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого установлен статор электродвигателя, состоящий из секций магнитопровода 2, число которых соответствует числу степеней сжатия компрессора, и установленных между ними разделяющих немагнитопроводящих неэлектропроводящих цилиндров 3, при этом статор также имеет общую многофазную обмотку 4, которая уложена в пазах (не показаны) секций магнитопровода 2 и разделяющих цилиндров 3. Для обеспечения магнитной связи секций статора и ротора 10 электродвигателя агрегат снабжен неподвижными магнитопроводящими цилиндрами 5, которые расположены коаксиально магнитопроводам 2 между секциями статора и ротора 10. Каждый магнитопроводящий цилиндр 5 выполнен из неферромагнитного неэлектропроводящего материала, в который встроены магнитопроводы в виде тонких пакетов пластин 18 электротехнической стали, радиально ориентированные в направлении результирующего магнитного поля статора, причем плоскость пакетов пластин 18 перпендикулярна направлению движения вращающегося магнитного поля, создаваемого многофазной обмоткой 4 статора электродвигателя. Между магнитопроводящими цилиндрами 5 установлены в виде секций неподвижные элементы 6 проточных частей центробежных ступеней сжатия компрессора (диффузор, обратный направляющий аппарат, кольцевая камера). На торцах корпуса 1 закреплены крышки 7, в которых установлены статорные элементы 8 и 9 соответственно радиальных и осевой электромагнитных опор системы активного магнитного подвеса (САМП) ротора 10, а также вспомогательные (страховочные) шарикоподшипники 11. На валу 16 ротора 10 установлены в виде секций объединенные роторные узлы центробежного компрессора и электродвигателя, а также роторные элементы 12 и 13 соответственно радиальных и осевой электромагнитных опор САМП. Объединенные роторные узлы центробежного компрессора и электродвигателя включают входную часть 14 рабочего колеса 15 центробежного компрессора (ЦК), снаружи которой расположена секция ротора 10 электродвигателя, например, по типу ротора асинхронного электродвигателя, и само рабочее колесо 15 ЦК (фиг.1). Входная часть 14 рабочего колеса 15 с внутренней стороны выполнена с направляющими каналами 17 (фиг.2), по которым газ поступает на вход рабочего колеса 15 ЦК.The modular electric drive compressor unit contains a
Работу агрегата рассмотрим на примере исполнения секций электродвигателя по типу асинхронного с обмоткой ротора в виде беличьей клетки. Первым этапом включения в работу агрегата является включение САМП, представляющей собой пятиканальную систему автоматической стабилизации ротора 10 относительно оси корпуса 1 агрегата. При включении САМП активизируются радиальные опоры 8, 12 и осевая опора 9, 13, в результате действия которых вал 16 ротора 10 стабилизируется относительно оси корпуса 1 агрегата без механического контакта с неподвижными элементами агрегата. На втором этапе включения в работу многофазная обмотка 4 статора электродвигателя запитывается от частотного преобразователя или от многофазной, например трехфазной, сети переменного тока. В секциях магнитопровода 2 статора образуется вращающееся магнитное поле возбуждения, которое в каждый момент времени замыкается через тонкие пластины 18 электротехнической стали магнитопроводящего цилиндра 5 и магнитопровод ротора 10. Так как магнитное поле статора вращается, то в зазоре между ротором 10 и магнитопроводящим цилиндром 5 образуется также вращающееся магнитное поле, которое индуцирует в стержнях обмотки ротора 10 электродвижущие силы (ЭДС), вызывающие протекание в стержнях обмотки электрических токов, которые, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, образуют вращающий момент, приводящий в движение ротор 10. Компримируемый газ поступает со стороны всасывания, проходит через секции центробежных компрессорных ступеней сжатия и поступает на сторону нагнетания (направление протекания газа на фиг.1 показано стрелками слева направо).We consider the operation of the unit using an example of the execution of electric motor sections as an asynchronous one with a rotor winding in the form of a squirrel cage. The first step in turning on the unit is to turn on the SAMP, which is a five-channel system for automatically stabilizing the
Для уменьшения магнитных потерь в статоре электродвигателя предусмотрены разделяющие цилиндры 3, выполненные из немагнитопроводящего неэлектропроводящего материала. С целью экономии обмоточных материалов за счет сокращения лобовых частей многофазная обмотка 4 статора выполнена общей для всех секций электродвигателя. В приведенной конструкции агрегата предусмотрено разделение с помощью уплотняющих прокладок полости, в которой располагаются обмотки электродвигателя, с рабочей полостью компрессора. Эта особенность важна для мощных агрегатов, в которых используются высоковольтные обмотки и требуется организация системы охлаждения статора электродвигателя.To reduce magnetic losses in the stator of the electric motor,
В конструкции агрегата может быть применен электродвигатель другого типа, например, синхронный двигатель или бесколлекторный двигатель постоянного тока, при этом конструкция агрегата принципиально не изменяется, а отличаться варианты будут только аппаратурой управления электродвигателем.A different type of electric motor can be used in the design of the unit, for example, a synchronous motor or a brushless DC motor, while the design of the unit does not fundamentally change, and only the electric motor control equipment will differ.
Таким образом, благодаря выполнению статора электродвигателя в виде секций, соответствующих числу ступеней сжатия компрессора, разделенных неферромагнитными неэлектропроводящими цилиндрами 3, с общей многофазной обмоткой 4, исполнению рабочих колес 15 вала 16 ротора 10 с выходной частью, внутри которой образованы направляющие каналы 18 для подачи газа на вход центробежного колеса, а на внешней части расположена секция ротора 10 электродвигателя, причем магнитная связь секций статора и ротора 10 электродвигателя осуществляется за счет введения неподвижных магнитопроводящих цилиндров 5, выполненных из неферромагнитного неэлектропроводящего материала со встроенными магнитопроводами в виде тонких пакетов пластин 18 электротехнической стали, получена возможность создания в едином корпусе 1 многоступенчатых компрессорных агрегатов, достаточно технологичных при изготовлении и сборке, позволяющих обеспечить герметичность рабочей полости компрессорной части агрегата и полости, в которой располагаются обмотки электродвигателя.Thus, due to the stator of the electric motor in the form of sections corresponding to the number of compressor compression stages separated by non-ferromagnetic
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124622/06A RU2461738C1 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Modular electrically driven compressor plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124622/06A RU2461738C1 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Modular electrically driven compressor plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2461738C1 true RU2461738C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011124622/06A RU2461738C1 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Modular electrically driven compressor plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2461738C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105940223A (en) * | 2013-11-22 | 2016-09-14 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | Motor-compressor with stage impellers integrated in the motor-rotors |
RU2667563C2 (en) * | 2014-03-03 | 2018-09-21 | Нуово Пиньоне СРЛ | Method and system for operating back-to-back compressor with side stream |
CN115405536A (en) * | 2022-10-31 | 2022-11-29 | 季华实验室 | Magnetic suspension double-suction centrifugal compressor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0004392A2 (en) * | 1978-03-21 | 1979-10-03 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Supporting device for a turbine and a condenser |
SU690857A1 (en) * | 1977-10-12 | 1980-11-30 | Дважды Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Производственное Объединение Трубостроения "Ленинградский Металлический Завод" | Frame bearing |
RU2167310C2 (en) * | 1999-03-05 | 2001-05-20 | Открытое акционерное общество "Теплоэнергосервис - ЭК" | Casing support |
RU2208184C1 (en) * | 2001-11-22 | 2003-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" | Gas transfer station |
RU2399798C1 (en) * | 2009-07-22 | 2010-09-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Modular-container compressor plant |
RU2419946C1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Magnetic conductor of electrical machine stator |
-
2011
- 2011-06-17 RU RU2011124622/06A patent/RU2461738C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU690857A1 (en) * | 1977-10-12 | 1980-11-30 | Дважды Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Производственное Объединение Трубостроения "Ленинградский Металлический Завод" | Frame bearing |
EP0004392A2 (en) * | 1978-03-21 | 1979-10-03 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Supporting device for a turbine and a condenser |
RU2167310C2 (en) * | 1999-03-05 | 2001-05-20 | Открытое акционерное общество "Теплоэнергосервис - ЭК" | Casing support |
RU2208184C1 (en) * | 2001-11-22 | 2003-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" | Gas transfer station |
RU2399798C1 (en) * | 2009-07-22 | 2010-09-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Modular-container compressor plant |
RU2419946C1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Magnetic conductor of electrical machine stator |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105940223A (en) * | 2013-11-22 | 2016-09-14 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | Motor-compressor with stage impellers integrated in the motor-rotors |
US10711789B2 (en) | 2013-11-22 | 2020-07-14 | Nuovo Pignone Srl | Motor-compressor with stage impellers integrated in the motor-rotors |
RU2667563C2 (en) * | 2014-03-03 | 2018-09-21 | Нуово Пиньоне СРЛ | Method and system for operating back-to-back compressor with side stream |
US10473109B2 (en) | 2014-03-03 | 2019-11-12 | Nuovo Pignone Srl | Method and system for operating a back-to-back compressor with a side stream |
CN115405536A (en) * | 2022-10-31 | 2022-11-29 | 季华实验室 | Magnetic suspension double-suction centrifugal compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6761542B2 (en) | Multishaft electric motor and positive-displacement pump combined with such multishaft electric motor | |
JP3432679B2 (en) | Positive displacement vacuum pump | |
US7579724B2 (en) | Methods and apparatus for using an electrical machine to transport fluids through a pipeline | |
CA2726294C (en) | Gas compressor magnetic coupler | |
US20060056996A1 (en) | Compressor and driving motor assembly | |
US9755474B2 (en) | Versatile cooling housing for an electrical motor | |
RU2461738C1 (en) | Modular electrically driven compressor plant | |
RU2150609C1 (en) | Centrifugal compressor unit and electric motor | |
KR20150087118A (en) | Interphase insulating sheet for rotating electric machine, rotating electric machine, and electric compressor for vehicle | |
WO2019166882A1 (en) | Vacuum pumping system comprising a vacuum pump and its motor | |
US2730953A (en) | Electric induction motor-pump | |
RU107829U1 (en) | MODULAR ELECTRIC DRIVE COMPRESSOR UNIT | |
JP2015220905A (en) | Pump including electric motor and control method of the same | |
CN103867290B (en) | Turbocharger embedding an electrical machine with permanent magnets | |
CN114142656A (en) | High-voltage explosion-proof type low-speed permanent magnet direct drive motor | |
JP2023504295A (en) | Permanent magnet rotor for ultra-flat actuators | |
RU2813017C1 (en) | Drilling pump unit | |
CN100366905C (en) | Efficient electromechanical rotor pump | |
RU2736232C1 (en) | Engine and generator unit for hybrid aircraft power plant | |
US12006937B2 (en) | Fluid pump with integrated cowling and discharge muffler | |
KR102124389B1 (en) | Electric machine - fluide machine stanchev aggregation set | |
CN216356246U (en) | High-voltage explosion-proof type low-speed permanent magnet direct drive motor | |
RU2675296C1 (en) | Modular centrifugal compressor with axial input and integral electric drive | |
CN102777344A (en) | Enclosed type electric compressor | |
UA99215C2 (en) | Impeller asynchronous pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140618 |