RU2500924C2 - Преобразующая энергию текучей среды машина - Google Patents

Преобразующая энергию текучей среды машина Download PDF

Info

Publication number
RU2500924C2
RU2500924C2 RU2011109159/06A RU2011109159A RU2500924C2 RU 2500924 C2 RU2500924 C2 RU 2500924C2 RU 2011109159/06 A RU2011109159/06 A RU 2011109159/06A RU 2011109159 A RU2011109159 A RU 2011109159A RU 2500924 C2 RU2500924 C2 RU 2500924C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric motor
fluid
energy converting
rotor
shaft
Prior art date
Application number
RU2011109159/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011109159A (ru
Inventor
Норберт Вагнер
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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 Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2011109159A publication Critical patent/RU2011109159A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2500924C2 publication Critical patent/RU2500924C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0633—Details of the bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/064—Details of the magnetic circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/086—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use the pump and drive motor are both submerged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0686—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven specially adapted for submerged use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/048—Bearings magnetic; electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
    • F16C32/0493—Active magnetic bearings for rotary movement integrated in an electrodynamic machine, e.g. self-bearing motor
    • F16C32/0497—Active magnetic bearings for rotary movement integrated in an electrodynamic machine, e.g. self-bearing motor generating torque and radial force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
    • F16C37/005—Cooling of bearings of magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C39/00—Relieving load on bearings
    • F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/44—Centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
    • F16C32/0489—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of five degrees of freedom, e.g. two radial magnetic bearings combined with an axial bearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к преобразующей энергию текучей среды машине 1, в частности компрессору 3 или насосу. Содержит корпус 7, электродвигатель 4, по меньшей мере одно рабочее колесо 11, по меньшей мере два радиальных подшипника 17, 18, по меньшей мере один проходящий вдоль продольной оси 6 вал 5, который несет по меньшей мере одно рабочее колесо 11 и ротор 15 электродвигателя 4. Вал 5 установлен в радиальных подшипниках 17, 18, при этом электродвигатель 4 имеет окружающий, по меньшей мере, частично ротор 15 в зоне электродвигателя 4 статор 16, и между ротором 15 и статором 16, а также между ротором 15 и радиальными подшипниками 17, 18 образован проходящий в окружном направлении и вдоль продольной оси 6 вала зазор 22, который заполнен, по меньшей мере, частично текучей средой. Электродвигатель 4 выполнен также в качестве опоры и соединен с регулятором 2, который управляет электродвигателем 4 так, что, наряду с передачей крутящих моментов 30 для привода преобразующей энергию текучей среды машины 1, обеспечивается также возможность приложения радиальных сил 60 к продольной оси 6 вала. Задачей изобретения является повышение надежности преобразующей энергию текучей среды машины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к преобразующей энергию текучей среды машине, в частности, компрессору или насосу, содержащей корпус, электродвигатель, по меньшей мере одно рабочее колесо, по меньшей мере два радиальных подшипника, по меньшей мере один проходящий вдоль продольной оси вала вал, который несет по меньшей мере одно рабочее колесо и ротор электродвигателя, при этом вал установлен в радиальных подшипниках, при этом электродвигатель имеет окружающий, по меньшей мере, частично ротор в зоне электродвигателя статор, и между ротором и статором, а также между ротором и радиальными подшипниками выполнен проходящий в окружном направлении и вдоль продольной оси вала зазор, который заполнен, по меньшей мере, частично текучей средой.
Такие преобразующие энергию текучей среды машины являются предметом особенно интенсивных выполняемых в настоящее время исследований, поскольку они предлагают возможность выполнения без уплотнений. Электродвигатель, который, как правило, выполнен в виде электрического привода, и рабочее колесо преобразующей энергию текучей среды машины, например рабочее колесо компрессора, могут быть расположены совместно в одном единственном корпусе, герметично закрытым от окружения, так что для вала не требуется проход наружу. Без уплотнения в этой связи означает, что уплотнение вала не должно уплотнять относительно окружения зазор между движущимся конструктивным элементом и неподвижным конструктивным элементом. Однако некоторые уплотнения, например, в зоне рабочих колес, все же необходимы и выполняются, как правило, в виде лабиринтных уплотнений. Ротор и статор электродвигателя окружены технологической текучей средой, поскольку также в корпусе между компрессором и электродвигателем предпочтительно не предусмотрено уплотнение вала. В соответствии с этим, в зазорах между ротором и неподвижными конструктивными элементами, т.е. между статором электродвигателя и ротором, в подшипниках и улавливающих опорах, находится технологическая текучая среда. Если ротор или экранирующая зазор труба приводится в колебания, которые изменяют высоту зазора в окружном зазоре в окружном положении, и текучая среда в зазоре между ротором и экранирующей зазор трубой имеет заслуживающую упоминания окружную скорость, то местное уменьшение высоты зазора вызывает в образующемся потоке Кутта ускорение, которое в соответствии с законом Бернулли приводит к местному уменьшению давления, так что дополнительно к вызванному уменьшению высоты зазора возникает усиление уменьшающих высоту зазора сил. Эти аэродинамические и гидродинамические силы растут с увеличивающейся плотностью текучей среды и могут при достаточной величине приводить к контакту между вращающимися и неподвижными частями и даже к повреждениям. Такое уменьшение готовности преобразующей энергию текучей среды машины необходимо обязательно предотвращать.
Из WO 97/08808 уже известен электродвигатель с защищенным статором, который имеет по меньшей мере один электродвигатель без подшипников и приводит в действие расположенную сбоку крыльчатку насоса. Предложенная система пригодна лишь для работы небольших преобразующих энергию текучей среды машин, поскольку расположенное на свободном конце рабочее колесо ограничено динамикой ротора относительно размера и массы. Ступенчатое выполнение в указанной конструкции невозможно. Гидродинамическая нестабильность в потоке в зазоре не выяснена.
Исходя из указанных выше проблем, в основу изобретения положена задача создания преобразующей энергию текучей среды машины указанного в начале вида, которая имеет особенно высокую готовность, при этом, в частности, должна быть повышена надежность работы в большой преобразующей энергию текучей среды машине.
Задача решена, согласно изобретению, с помощью дополнительно указанных в пункте 1 формулы изобретения признаков. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные модификации изобретения.
Под рабочим колесом следует понимать в рамках данного изобретения вращающийся конструктивный элемент, который в соответствии с предназначением машины транспортирует технологическую текучую среду или приводится ею в движение. Это может быть, например, крыльчатка компрессора. В соответствии с этим, в центробежном компрессоре может быть расположено, например, несколько центробежных рабочих колес в линию или последовательно. Дополнительное приложение сил к ротору электродвигателя с помощью отдельных магнитных полей, которые создаются регулируемым статором, обеспечивает надежное положение ротора и повышенную концентричность продольной оси вала относительно экранирующей зазор трубы. В соответствии с этим, происходит не так рано указанное выше обусловленное динамикой ротора и гидравлическое явление гидродинамической нестабильности, соответственно, можно без риска использовать дополнительный рабочий диапазон.
Особенно предпочтительно корпус выполнен газонепроницаемым, при этом предусмотрены по меньшей мере один вход и один выход для подлежащей транспортировке преобразующей энергию текучей среды машиной или приводящей в движение технологической текучей среды. В этом смысле в рамках изобретения под газонепроницаемым корпусом понимается, что не должно быть предусмотрено уплотнение вала для вывода вала из корпуса.
Согласно изобретению, предусмотрен по меньшей мере один осевой подшипник для заданной опоры вала в осевом положении. Этот осевой подшипник предпочтительно выполнен в виде магнитного подшипника, так же как по меньшей мере два отдельных радиальных подшипника.
Экономия сложного уплотнения вала приводит, естественно, к тому недостатку, что электродвигатель должен быть не чувствительным к воздействию часто химически агрессивной технологической текучей среды. При этом технологическая текучая среда может быть, например, природным газом, который сжимается под водой и, наряду с химической агрессивностью, имеет также недостаток сильно колеблющегося давления и наличия грубых загрязнений.
При этом целесообразно защищать по меньшей мере внутреннее пространство статора электродвигателя от технологической текучей среды, так что в зазоре между ротором и статором может быть предусмотрена так называемая экранирующая зазор труба, которая отделяет пространство, в котором ротор омывается технологической текучей средой, от пространства, в котором расположено внутреннее пространство статора.
При этом статор предпочтительно с помощью отдельной охлаждающей системы с охлаждающей текучей средой удерживается на подходящей рабочей температуре, при этом охлаждение остальных компонентов машины предпочтительно осуществляется с помощью технологической текучей среды. В частности, подшипники, которые выполнены в виде магнитных подшипников, могут охлаждаться с помощью технологической текучей среды.
При этом к экранирующей зазор трубе предъявляются особые требования. Для того чтобы она не нагревалась слишком сильно на основании индуцированных вихревых токов в изменяющихся магнитных полях статора, она не должна быть электрически проводящей. Наряду с этим она должна иметь достаточную механическую стабильность, поскольку могут образовываться большие разницы давления между технологической текучей средой и отделенной с помощью экранирующей зазор трубы, как правило, от технологической текучей среды охлаждающей текучей средой статора. Для обеспечения приемлемого коэффициент полезного действия толщина стенки экранирующей зазор трубы не должна быть слишком большой. Кроме того, экранирующая зазор труба должна быть химически устойчивой относительно технологической текучей среды.
В другой предпочтительной модификации изобретения компоненты преобразующей энергию текучей среды машины охлаждаются с помощью подлежащей транспортировке текучей среды, соответственно, технологической текучей среды, в частности, выполненные в виде магнитных подшипников подшипники. Кроме того, преобразующая энергию текучей среды машина предпочтительно выполнена так, что технологическая текучая среда по меньшей мере частично омывает ротор.
Для того чтобы электродвигатель мог создавать латеральные силы для стабилизации концентричности ротора относительно экранирующей зазор трубы целесообразно, что электродвигатель имеет по меньшей мере две системы обмотки с различным количеством пар полюсов.
Кроме того, целесообразно, когда регулирование соединено с датчиками положения и/или колебаний и применяет их сигналы в качестве входных сигналов для управления электродвигателем. Эти датчики можно использовать также для регулирования радиальных магнитных подшипников, так что не требуются дополнительные конструктивные элементы. Дополнительно или в качестве альтернативного решения, регулирование может быть соединено с измерениями электрических токов через обмотки электродвигателя или с измерениями магнитных потоков электродвигателя и применять их в качестве входного сигнала для управления электродвигателем с целью приложения латеральных сил к ротору.
Преимущества изобретения особенно проявляются, когда речь идет о многоступенчатом компрессоре или многоступенчатом насосе с соответствующим количеству ступеней количеством рабочих колес.
Для особенно короткого конструктивного выполнения опора вала может осуществляться с помощью двух отдельных радиальных подшипников, которые расположены на концах вала и включают между собой комбинацию из электродвигателя и компрессора.
Относительно динамики ротора особенно целесообразно, когда электродвигатель и/или рабочие колеса расположены вдоль продольной оси вала, и вдоль этой продольной оси вала по обеим сторонам электродвигателя предусмотрен соответствующий радиальный подшипник, и на противоположной электродвигателю стороне рабочего колеса или рабочих колес предусмотрен другой радиальный подшипник. Эта содержащая три отдельных радиальных подшипника система пригодна для хорошей динамики ротора в многоступенчатых компрессорах.
В соединении с регулированием, согласно изобретению, которое управляет электродвигателем так, что, наряду с крутящими моментами для привода преобразующей энергию текучей среды машины, к продольной оси вала прикладываются также радиальные силы, такая система имеет также в экстремальных рабочих диапазонах высокую готовность.
Кроме того, изобретение относится к способу работы преобразующей энергию текучей среды машины указанного в начале вида, в котором на выполняемое с помощью регулирования управление электродвигателем с целью управления приводным крутящим моментом накладывается дополнительное управление с целью создания радиальных относительно продольной оси вала сил, при этом наряду с электродвигателем предусмотрены по меньшей мере два дополнительных радиальных подшипника.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании описания специального варианта выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. Для специалистов в данной области техники из раскрытия понятны другие возможности выполнения, которые входят в объем изобретения и отличаются от указанного примера выполнения. На чертежах схематично изображено:
фиг. 1 - продольный разрез преобразующей энергию текучей среды машины, согласно изобретению, с составляющими частями регулирования, согласно изобретению, которые упрощенно показаны с помощью блоков.
На фиг. 1 показана в продольном разрезе преобразующая энергию текучей среды машина 1 и регулятор 2 в виде блок-схемы в упрощенном виде. Преобразующая энергию текучей среды машина 1 имеет компрессор 3 и электродвигатель 4, которые соединены с помощью общего вала 5 вдоль продольной оси 6 вала в газонепроницаемом наружу корпусе 7. Газонепроницаемый корпус 7 является газонепроницаемым в том смысле, что не предусмотрен проход для вала 7, который необходимо было бы уплотнять с помощью уплотнения вала. В этом смысле преобразующую энергию текучей среды машину 1 можно рассматривать как не имеющую уплотнения, хотя между отдельными ступенями компрессора 3 находятся уплотнения вала для компенсации образующейся в ступенях разницы давления.
Корпус 7 имеет вход 8 и выход 9 для технологической текучей среды 10, которая сжимается с помощью компрессора 3. Наряду с основным потоком 13 через вход 8 и выход 9, соответственно, несколько рабочих колес 11 компрессора 3, небольшая часть технологической текучей среды 10 протекает от последнего рабочего колеса 11 вдоль вторичного пути 12 прохождения потока вплоть до первого рабочего колеса 11.
Электродвигатель 4 имеет ротор 15 и статор 16, при этом ротор 15 опирается на вал 5. Вал 5 опирается на первый радиальный подшипник 17 и второй радиальный подшипник 18, а также на осевой подшипник 19. На фиг. 1 штриховыми линиями изображен третий радиальный подшипник 20, который может быть предусмотрен не обязательно. В этой части вал 5 может быть выполнен не напряженным на изгиб в зоне между компрессором 3 и электродвигателем 4, также с помощью полого вала 21 (изображен штриховыми линиями).
Компрессор 3 выполнен с тремя рабочими колесами 11, т.е. трехступенчатым, однако может иметь также меньшее или большее количество ступеней.
Подшипники 17, 18, 19 и 20 выполнены в виде магнитных подшипников, и вторичный путь 12 прохождения потока проходит вдоль этих подшипников с целью их охлаждения. Технологическая текучая среда 10 охлаждает вдоль вторичного пути 12 прохождения потока не только магнитные подшипники 17-20, но также ротор 15 электродвигателя 4. Статор 16 отделен от ротора 15 зазором 22, при этом вторичный путь 12 прохождения потока проходит через зазор 22. Для защиты внутреннего пространства статора 16 от технологической текучей среды 10 он капсулирован и отделен от зазора 22 с помощью так называемой экранирующей зазор трубы 24.
Статор 16 охлаждается с помощью отдельного охлаждения 25 статора. Циркулирующая в охлаждении статора охлаждающая текучая среда 26 может находиться под другим давлением, чем имеющаяся в зазоре технологическая текучая среда 10, при этом разницу давления воспринимает экранирующая зазор труба 24.
Электродвигатель 4 передает на компрессор 3 крутящий момент 30 для привода сжатия. При этом регулятор 2 регулирует скорость вращения преобразующей энергию текучей среды машины 1, при этом датчик 31 скорости вращения измеряет скорость вращения на валу 5 и измеренное значение передает в инвертер 40 регулятора 2. Инвертер 40 снабжает статор 16 соответствующим номинальному значению скорости вращения управлением, соответственно, током требуемого напряжения и частоты. Комбинированный регулятор и усилитель 41 регулятора 2 задает инвертеру 40 соответствующие номинальные значения скорости вращения. Кроме того, комбинированный регулятор и усилитель 41 соединен с двумя датчиками положения, первым датчиком 50 радиального положения и вторым датчиком 51 радиального положения, измерительные величины которых использует комбинированный регулятор и усилитель 41 для соответствующего управления первым радиальным подшипником 17 и вторым радиальным подшипником 18, так что вал 5 остается в своем пространственном номинальном положении. Наряду с этим, комбинированный регулятор и усилитель 41 использует сигналы датчиков 50, 51 радиального положения для того, чтобы инвертер 40 выполнял накладываемое на управление приводом компрессора управление статором 16 электродвигателя 4, которое устраняет отклонение концентричного положения вала 5 относительно экранирующей зазор трубы 24, при этом управление приводит к воздействию дополнительных радиальных сил 60 на вал 5.
Для обеспечения возможности создания электродвигателем дополнительных радиальных сил 60, в статоре 16 предусмотрена первая обмоточная система 71 и вторая обмоточная система 72, при этом обмоточные системы 71, 72 имеют различное количество пар полюсов.

Claims (13)

1. Преобразующая энергию текучей среды машина (1), в частности компрессор (3) или насос, содержащая корпус (7), электродвигатель (4), по меньшей мере одно рабочее колесо (11), по меньшей мере два радиальных подшипника (17, 18), по меньшей мере один проходящий вдоль продольной оси (6) вал (5), который несет по меньшей мере одно рабочее колесо (11) и ротор (15) электродвигателя (4), при этом вал (5) установлен в радиальных подшипниках (17, 18), при этом электродвигатель (4) имеет окружающий по меньшей мере частично ротор (15) в зоне электродвигателя (4) статор (16), и между ротором (15) и статором (16), а также между ротором (15) и радиальными подшипниками (17, 18) образован проходящий в окружном направлении и вдоль продольной оси (6) вала зазор (22), который заполнен по меньшей мере частично текучей средой, отличающаяся тем, что электродвигатель (4) выполнен также в качестве опоры и соединен с регулятором (2), который управляет электродвигателем (4) так, что, наряду с передачей крутящих моментов (30) для привода преобразующей энергию текучей среды машины (1), обеспечивается также возможность приложения радиальных сил (60) к продольной оси (6) вала.
2. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой корпус (7) выполнен газонепроницаемым.
3. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой предусмотрен по меньшей мере один осевой подшипник (19) для опоры вала (5).
4. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой преобразующая энергию текучей среды машина (1) выполнена так, что технологическая текучая среда (10), которая транспортируется преобразующей энергию текучей среды машиной (1), по меньшей мере частично омывает ротор (15).
5. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой в зазоре (22) между ротором (15) и статором (16) предусмотрена экранирующая зазор труба (24), так что текучая среда, которая омывает ротор (15), не может проходить на сторону экранирующей зазор трубы (24), на которой находится статор (16).
6. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой радиальные подшипники (17, 18, 20) выполнены в виде магнитных подшипников.
7. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.3, в которой осевой подшипник (19) выполнен в виде магнитного подшипника.
8. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по любому из пп.4, 5 или 6, в которой преобразующая энергию текучей среды машина (1) выполнена так, что по меньшей мере один магнитный подшипник охлаждается с помощью технологической текучей среды (10).
9. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой электродвигатель (4) снабжен по меньшей мере двумя обмоточными системами (71, 72) с различным количеством пар полюсов.
10. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой регулятор (2) соединено с датчиками (50, 51) положения и/или датчиками колебаний и применяет их сигналы в качестве входных сигналов для управления электродвигателем (4).
11. Преобразующая энергию текучей среды машина (1) по п.1, в которой регулятор соединен с измерителями электрических токов по меньшей мере через одну обмотку электродвигателя или с измерителями магнитных потоков в электродвигателе (4) и выполнено так, что эти измерения применяются в качестве входного сигнала для управления электродвигателем (4).
12. Способ работы преобразующей энергию текучей среды машины по любому из пп.1-11, в котором регулятор (2) соединен с двумя датчиками (50, 51) положения и/или датчиками колебаний для вала (5), и их сигналы применяют в качестве входных сигналов для управления электродвигателем (4) с целью создания радиальных к продольной оси вала сил, и регулятор соединен с двумя выполненными в виде магнитных подшипников радиальными подшипниками (17, 18, 20) и применяет их сигналы в качестве входных сигналов для управления радиальными подшипниками.
13. Способ по п.12, в котором регулятор соединен с измерителями электрических токов через обмотку электродвигателя или с измерителями магнитных потоков в электродвигателе (4) и применяет их в качестве входного сигнала для управления электродвигателем (4).
RU2011109159/06A 2008-08-13 2009-08-11 Преобразующая энергию текучей среды машина RU2500924C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008038787.8 2008-08-13
DE102008038787A DE102008038787A1 (de) 2008-08-13 2008-08-13 Fluidenergiemaschine
PCT/EP2009/060383 WO2010018171A1 (de) 2008-08-13 2009-08-11 Fluidenergiemaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011109159A RU2011109159A (ru) 2012-09-20
RU2500924C2 true RU2500924C2 (ru) 2013-12-10

Family

ID=41258491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109159/06A RU2500924C2 (ru) 2008-08-13 2009-08-11 Преобразующая энергию текучей среды машина

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110150628A1 (ru)
EP (1) EP2315946B1 (ru)
CN (1) CN102187099B (ru)
BR (1) BRPI0918436A2 (ru)
DE (1) DE102008038787A1 (ru)
RU (1) RU2500924C2 (ru)
WO (1) WO2010018171A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1399171B1 (it) 2009-07-10 2013-04-11 Nuovo Pignone Spa Unita' di compressione ad alta pressione per fluidi di processo di impianti industriali e relativo metodo di funzionamento
BE1019030A5 (nl) 2009-08-03 2012-01-10 Atlas Copco Airpower Nv Turbocompressorsysteem.
DE102010026678B4 (de) * 2010-07-09 2016-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Überwachungs-und Diagnosesystem für ein Fluidenergiemaschinensystem sowie Fluidenergiemachinensystem
FR2969722B1 (fr) 2010-12-22 2013-01-04 Thermodyn Groupe motocompresseur a accouplement torsible place dans un arbre creux du compresseur
CN103562553B (zh) * 2011-05-31 2017-06-09 开利公司 压缩机风阻减轻
WO2013112122A2 (en) * 2012-01-23 2013-08-01 Danfoss Turbocor Compressors B.V. Variable-speed multi-stage refrigerant centrifugal compressor with diffusers
DE102012207019B4 (de) * 2012-04-27 2015-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Strömungsmaschine sowie Verfahren zur Kühlen einer solchen
US10208740B2 (en) 2012-09-04 2019-02-19 Carrier Corporation Reciprocating refrigeration compressor suction valve seating
AT513640B1 (de) * 2012-12-04 2014-08-15 Tech Universität Wien Lager- und Antriebs-System
JP6487163B2 (ja) * 2014-07-31 2019-03-20 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 ターボ冷凍機
WO2018033945A1 (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 ダイキン工業株式会社 磁気軸受装置、及びそれを用いた流体機械システム
IT201600120314A1 (it) * 2016-11-28 2018-05-28 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Turbo-compressore e metodo di funzionamento di un turbo-compressore
US11274679B2 (en) * 2017-02-14 2022-03-15 Danfoss A/S Oil free centrifugal compressor for use in low capacity applications
DE102018204619A1 (de) * 2018-03-27 2019-10-02 Robert Bosch Gmbh Strömungsmaschine, insbesondere Verdichtereinrichtung
DE102018108827B3 (de) * 2018-04-13 2019-05-29 Trumpf Schweiz Ag Verfahren zur Steuerung von zumindest einem Radialgebläse in einer Kälteanlage sowie Radialgebläse
DE102018115781B4 (de) 2018-06-29 2020-04-09 Maximilian Geisberger Verfahren zum Regeln einer Fluidenergiemaschine und eine Regelungsanordnung, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens
DE102018128827A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kompressor für einen Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
CN114526244B (zh) * 2022-01-26 2023-06-27 清华大学 屏蔽式旋转流体机械
CN115355181B (zh) * 2022-10-18 2023-01-13 成都凯磁科技有限公司 用于地下资源型气体开采的井下气体压缩系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1211465A1 (ru) * 1982-06-22 1986-02-15 Teteryukov Vasilij Агрегат дл перекачивани газов или жидкостей
WO1997008807A1 (de) * 1995-08-24 1997-03-06 Sulzer Electronics Ag Elektromotor
RU2304233C2 (ru) * 2003-04-11 2007-08-10 Термодин Центробежный компрессорный агрегат
RU2451214C1 (ru) * 2008-04-28 2012-05-20 Сименс Акциенгезелльшафт Устройство с электродвигателем и насосом

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263540A (en) * 1979-07-05 1981-04-21 General Electric Company Two-speed refrigerant motor compressor
GB8604221D0 (en) * 1986-02-20 1986-03-26 Williamson S Construction of electrical machines
DE3729486C1 (de) * 1987-09-03 1988-12-15 Gutehoffnungshuette Man Kompressoreinheit
US4886430A (en) * 1988-07-18 1989-12-12 Westinghouse Electric Corp. Canned pump having a high inertia flywheel
DE4241141A1 (de) * 1992-12-07 1994-06-09 Bhs Voith Getriebetechnik Gmbh Verdichteranlage mit einem im Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Verdichterbereich der Anlage eingeschalteten Zahnradgetriebe
JP2656890B2 (ja) * 1993-06-03 1997-09-24 日本サーボ株式会社 キャンドモータポンプの制御装置
JPH07256503A (ja) * 1994-03-17 1995-10-09 Seiko Seiki Co Ltd スピンドル装置
JPH1084655A (ja) * 1996-09-10 1998-03-31 Ebara Corp 磁気浮上モータ
JP2000145774A (ja) * 1998-11-17 2000-05-26 Koyo Seiko Co Ltd 制御型磁気軸受装置
US6218749B1 (en) * 1998-11-30 2001-04-17 Reliance Electric Technologies, Llc Electric motor having rotor-embedded sensor
EP0990798A1 (de) * 1999-07-16 2000-04-05 Sulzer Turbo AG Turboverdichter
EP1069313B1 (de) 1999-07-16 2005-09-14 Man Turbo Ag Turboverdichter
EP1074746B1 (de) 1999-07-16 2005-05-18 Man Turbo Ag Turboverdichter
EP1251624B1 (en) 2001-04-20 2009-01-21 Converteam Ltd Cooling of air gap winding of electrical machines
NL1018212C2 (nl) * 2001-06-05 2002-12-10 Siemens Demag Delaval Turbomac Compressoreenheid omvattende een centrifugaalcompressor en een elektromotor.
DE10212693A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-02 Hilge Philipp Gmbh Leicht zu reinigende Kreiselpumpe
EP1482179B1 (de) 2003-07-05 2006-12-13 MAN TURBO AG Schweiz Kompressorvorrichtung und Verfahren zum Betrieb derselben
JP2005061391A (ja) * 2003-07-30 2005-03-10 Aisin Seiki Co Ltd ポンプ装置
US20070110595A1 (en) * 2004-12-06 2007-05-17 Ebara Corporation Fluid conveying machine
US7791238B2 (en) 2005-07-25 2010-09-07 Hamilton Sundstrand Corporation Internal thermal management for motor driven machinery
US7811068B2 (en) * 2005-11-16 2010-10-12 General Electric Company Methods and apparatus for transporting natural gas through a pipeline
RU2396466C2 (ru) * 2006-03-24 2010-08-10 Сименс Акциенгезелльшафт Компрессорный блок
DE102006015064B4 (de) 2006-03-31 2008-05-29 Siemens Ag Elektrische Maschine
EP2103810A1 (en) 2008-03-19 2009-09-23 Siemens Aktiengesellschaft Compressor unit
DE102008031994B4 (de) * 2008-04-29 2011-07-07 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Fluidenergiemaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1211465A1 (ru) * 1982-06-22 1986-02-15 Teteryukov Vasilij Агрегат дл перекачивани газов или жидкостей
WO1997008807A1 (de) * 1995-08-24 1997-03-06 Sulzer Electronics Ag Elektromotor
DE59603933D1 (de) * 1995-08-24 2000-01-20 Sulzer Electronics Ag Winterth Elektromotor
RU2304233C2 (ru) * 2003-04-11 2007-08-10 Термодин Центробежный компрессорный агрегат
RU2451214C1 (ru) * 2008-04-28 2012-05-20 Сименс Акциенгезелльшафт Устройство с электродвигателем и насосом

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0918436A2 (pt) 2015-11-24
RU2011109159A (ru) 2012-09-20
EP2315946B1 (de) 2016-09-28
DE102008038787A1 (de) 2010-02-18
CN102187099A (zh) 2011-09-14
WO2010018171A1 (de) 2010-02-18
US20110150628A1 (en) 2011-06-23
CN102187099B (zh) 2014-01-22
EP2315946A1 (de) 2011-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2500924C2 (ru) Преобразующая энергию текучей среды машина
EP3102833B1 (en) Multistage turbomachine with embedded electric motors
CA2312085C (en) Cooling means for the motor of a turbocompressor
US7964982B2 (en) Axial in-line turbomachine
CN104682612B (zh) 用于具有旋转轴的电气设备的壳体和电气设备
JP6792086B2 (ja) ターボコンプレッサ、及び、ターボコンプレッサの動作方法
US8851864B2 (en) Attenuating vibration in a submersible pump
AU2016295175B2 (en) Subsea centrifugal compressor with horizontal shaft and with only one axial thrust bearing
US11428244B2 (en) Heat pump comprising a fluid compressor
US20170261004A1 (en) Centrifugal pressure booster and method for modifying or constructing a centrifugal pressure booster
JP2019190457A (ja) 流体コンプレッサー
JP2008295222A (ja) ブラシレスキャンドモータ装置
JP2021067253A (ja) 真空ポンプおよび水冷スペーサ
CN103326510A (zh) 电机以及改装电机的方法
JP7399279B2 (ja) 一体型でモジュール式のモータまたは発電機、並びに同軸の流体流れを備える小型でモジュール式のポンプまたはタービン
JP3918432B2 (ja) 電動機で直接駆動する２段遠心圧縮機
US11686325B2 (en) Fuel cell comprising a fluid compressor
JP2008067471A (ja) 回転電機および回転電機の冷却方法
CN103867290B (zh) 嵌入了具有永磁体的电机的涡轮增压器
Zhu et al. An integrated electric motor driven compressor supported by magnetic bearings
GB2567581A (en) Electric disk motor having media separation in the motor gap
Sangha et al. Assessment of fluid drag loss in a flooded rotor electro-hydrostatic actuator motor
FI128651B (en) System for an electric machine
Tsunoda et al. Suppression of self-excited vibration caused by oil film bearing using bearingless motor
Srinivasan Differentiating Benign and Unstable Vibrations in Integral Geared Centrifugal Compressors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160812