Активные магнитные подшипники (АМП) представляют собой устройство поддержания ротора без механического контакта за счет сил магнитного притяжения и использования следящей обратной связи, цепь которой, как правило, содержит датчики, электромагниты, усилители мощности, источники питания и контроллеры.

Комплект магнитных подшипников, производимых «Казанькомпрессормаш» состоит из двух частей:

• механические элементы радиальных, осевых подшипников и вспомогательные (страховочные) подшипники
• шкаф электронной системы управления

Статорные части поставляются в полной укомплектованности, готовые к монтажу в корпус компрессора.

Современная техника и технология системы магнитных подшипников обеспечивает работу подшипниковых узлов с нагрузочной способностью до 105 Н при любых условиях:

• при высоких и низких температурах (от -250°С до +450°С)
• в условиях вакуума, агрессивных коррозионных сред (воздух, гелий, углеводород, пар, гексафторид урана, морская вода, жидкий кислород и водород)
• в условиях высоких частот вращения центробежных компрессоров от 0 до 12 000 об/мин
• при повышенном давлении до 25…50 Bar

Видео:Электромагнитная муфта компрессора кондиционера - принцип работы и проверка катушкиСкачать

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА

По сравнению с традиционными механическими опорами (подшипниками качения и подшипниками скольжения) активные магнитные подшипники позволяют решить задачи повышения технической и эксплуатационной эффективности компрессоров:

• Полностью исключить узлы механического трения, тем самым существенно уменьшить энергетические потери мощности оборудования;
• Полностью исключить систему маслоснабжения (насосы, фильтры, устройства подвода смазки, маслоохладители), а также связанные с ними начальные и эксплуатационные затраты;
• Повысить надежность и срок службы (более 100 000 часов) подшипников и на порядок уменьшить поддерживающие затраты во время эксплуатации оборудования;
• Повысить эксплуатационную и экологическую безопасность оборудования за счет исключения паров масла в помещениях, где устанавливается компрессорная установка;
• Исключить загрязнение процессного газа жидкой или консистентной смазкой;
• Полностью решить проблемы динамики роторных систем, связанные с обеспечением допустимых вибраций в опорах как в установившихся, так и в переходных режимах работы компрессорной установки;
• Исключить проблемы центровки подшипниковых узлов в машинах с количеством подшипников более двух на едином роторе;
• Нивелировать проблемы конструкции, связанные с тепловым расширением деталей машины;
• Осуществлять текущий контроль характеристик магнитных опор (вибраций, температур, токов электромагнитов, осевых сил и других) с помощью встроенных в подшипники устройств без установки дополнительного измерительного оборудования.

«Казанькомпрессормаш» изготавливает и поставляет «сухие» нагнетатели с магнитным подвесом ротора для газоперекачивающих агрегатов 4, 6.3, 8, 12 и 16 МВт, характеристики которых приведены в таблице

Бесконтактные магнитные подшипники: устройство, возможности, достоинства и недостатки

Говоря о магнитных подшипниках или бесконтактных подвесах, нельзя не отметить их замечательные качества: не нужна смазка, отсутствуют трущиеся части, следовательно нет потерь на трение, крайне низкий уровень вибрации, высокая относительная скорость, малое энергопотребление, система автоматического контроля и мониторинга состояния подшипников, возможность герметизации.

Все эти достоинства делают магнитные подшипники лучшими решениями для множества применений: для газовых турбин, для криогенной техники, в высокооборотных электрогенераторах, для вакуумных устройств, для различных станков и прочего оборудования, в том числе высокоточного и высокоскоростного (порядка 100000 оборотов в минуту), где важно отсутствие механических потерь, помех и погрешностей.

Принципиально магнитные подшипники подразделяются на два типа: пассивные и активные магнитные подшипники. Пассивные магнитные подшипники изготавливаются на базе постоянных магнитов, но такой подход далеко не идеален, поэтому используется он крайне редко. Более гибкие и широкие технические возможности открываются с подшипниками активными, в которых магнитное поле создается переменными токами в обмотках сердечников.

Как работает бесконтактный магнитный подшипник

Работа активного магнитного подвеса или подшипника базируется на принципе электромагнитной левитации — левитации с использованием электрического и магнитного полей. Здесь вращение вала в подшипнике происходит без физического контакта поверхностей друг с другом. Именно по этой причине полностью исключается смазка, а механический износ тем не менее отсутствует. Так повышаются надежность и КПД машин.

Специалисты также отмечают важность наличия контроля положения вала ротора. Система датчиков непрерывно следит за положением вала и подает сигналы системе автоматического управления для точного позиционирования путем корректировки позиционирующего магнитного поля статора, — сила притяжения с нужной стороны вала делается сильнее или слабее путем регулировки тока в статорных обмотках активных подшипников.

Два конических активных подшипника либо два радиальных и один осевой активные подшипники — позволяют бесконтактно подвесить ротор буквально в воздухе. Система управления подвесом работает непрерывно, она может быть цифровой или аналоговой. Так обеспечивается высокая прочность удержания, высокая грузоподъемность, и регулируемые жесткость и амортизация. Данная технология позволяет подшипникам работать в условиях низких и высоких температур, в вакууме, на больших скоростях и в условиях повышенных требований к стерильности.

Устройство активного бесконтактного магнитного подшипника

Из вышеизложенного ясно, что основными частями системы активного магнитного подвеса являются: магнитный подшипник и автоматическая система электронного управления. Электромагниты все время действуют на ротор с разных сторон, и действие их подчинено электронной системе контроля.

Ротор радиального магнитного подшипника оснащен ферромагнитными пластинами, на которые и действует удерживающее магнитное поле от катушек статора, в результате чего ротор оказывается подвешен в центре статора, не соприкасаясь с ним. Индуктивные датчики все время следят за положением ротора. Любое отклонение от правильного положения приводит к появлению сигнала, который подается на контроллер, чтобы тот в свою очередь вернул ротор в нужное положение. Радиальный зазор может составлять от 0,5 до 1 мм.

Аналогичным образом функционирует упорный магнитный подшипник. Электромагниты в форме кольца закреплены на валу упорного диска. Электромагниты располагаются на статоре. На концах вала располагаются осевые датчики.

Для надежного удержания ротора машины во время ее остановки или в момент отказа системы удержания, используются страховочные шариковые подшипники, которые закреплены так, что зазор между ними и валом выставлен равным половине того, что имеет место в магнитном подшипнике.

Система автоматического регулирования располагается в шкафу, и отвечает за правильную модуляцию тока, проходящего по электромагнитам, в соответствии с сигналами от датчиков положения ротора. Мощность усилителей связана с максимальной силой электромагнитов, величиной воздушного зазора и временем реакции системы на изменение положения ротора.

Возможности бесконтактных магнитных подшипников

Максимально возможная скорость вращения ротора в радиальном магнитном подшипнике ограничена лишь способностью ферромагнитных пластин ротора сопротивляться центробежной силе. Обычно предел окружной скорости составляет 200 м/с, в то время как для осевых магнитных подшипников предел ограничен стойкостью литой стали упора — 350 м/с с обычными материалами.

От применяемых ферромагнетиков зависит и максимальная нагрузка, которую способен выдержать подшипник соответствующего диаметра и длины статора подшипника. Для стандартных материалов максимальное давление — 0,9 Н/см2, что меньше чем у обычных контактных подшипников, однако проигрыш в нагрузке может быть компенсирован высокой окружной скоростью при увеличенном диаметре вала.

Энергопотребление активного магнитного подшипника не очень велико. Наибольшие потери в подшипнике приходятся на вихревые токи, но это в десятки раз меньше чем та энергия, которая растрачивается при использовании в машинах обычных подшипников. Муфты, термоизоляционные барьеры и другие устройства исключаются, подшипники эффективно работают в условиях вакуума, гелия, кислорода, морской воды и т. д. Диапазон температур составляет от -253°С до +450°С.

Относительные недостатки магнитных подшипников

Между тем, есть у магнитных подшипников и недостатки.

В первую очередь — необходимость применять вспомогательные страховочные подшипники качения, которые выдерживают максимум два отказа, после чего их нужно менять на новые.

Во-вторых, сложность системы автоматического управления, которая при выходе из строя потребует сложного ремонта.

В-третьих, температура обмотки статора подшипника при высоких токах повышается — обмотки греются, и им нужно персональное охлаждение, лучше если жидкостное.

Наконец, материалоемкость бесконтактного подшипника оказывается высокой, потому что площадь несущей поверхности для поддержания достаточной магнитной силы должна быть обширной — сердечник статора подшипника получается большим и тяжелым. Плюс явление магнитного насыщения.

Но, несмотря на кажущиеся недостатки, магнитные подшипники уже достаточно широко применяются, в том числе в оптических системах высокой точности и в лазерных установках. Так или иначе, начиная с середины прошлого века магнитные подшипники все время совершенствуются.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Видео:Меняем подшипник не снимая компрессора кондиционера на Ситроен!Скачать

Электромагнитные подшипники, активный магнитный подвес ВНИИЭМ

АО «Корпорация «ВНИИЭМ» предлагает для газовой промышленности серийные системы электромагнитных подвесов роторов, а также:

• проектирование систем электромагнитных подвесов,
• изготовление и испытание комплектов электромагнитных подшипников,
• наладка и пуск в эксплуатацию,
• обучение специалистов компрессорных станций и авторский надзор

Комплект механики магнитного подвеса

Стойка управления магнитным подвесом

Перспективные направления развития технологии активных магнитных подшипников (АМП):

1. Транспорт

1.1 Разработка высоко скоростного транспорта, на основе применения линейных двигателей

Читайте также: Как выглядит линейный компрессор в холодильнике

1.2 Разработка высоко скоростного транспорта, на основе применения АМП

1.3 Разработка реактивных двигателей с применением АМП

1.4 Разработка системы старта летательных аппаратов, на основе применения линейных двигателей

1.5 Разработка МГД двигателей

2. Энергетика

2.1 Разработка высоко ресурсных износостойких энергетических турбин, с применением АМП

2.2 Разработка электромагнитных тормозов для энергетических турбин и нагнетателей, с применением АМП

2.3 Разработка МГД генераторов

2.4 Разработка высокоэффективных ветрогенераторов, с применением АМП

2.5 Разработка инерционных накопителей энергии — механических аккумуляторов энергии, с применением АМП

3. Станкостроение

3.1 Разработка высокооборотных шпинделей для станков, с применением АМП

3.2 Разработка высокоточных станин для станков с прецизионным позиционированием, с применением линейных двигателей

3.3 Разработка высокоточных и высокопроизводительных прошивочных и строгальных машин , на основе АМП

3.4 Разработка управляемых многокоординатных прецизионных опор на основе АМП

4. Другие отрасли

4.1 Разработка прецизионных опор для массивных объектов с особо точным позиционированием (например, опоры телескопов), с применением АМП

4.2 Разработка опор с АМП со сверхмощными электромагнитами и комбинированными магнитами

4.3 Разработка опор с АМП со сверхпроводящими электромагнитами

4.4 Разработка насосов с АМП

4.5 Разработка линейки универсальных независимых и совокупно управляемых опор с АМП для роторов, валов и осей машин и механизмов для систем с различными скоростными и нагрузочными режимами работы

Видео:Почему выходят из строя подшипники компрессора кондицицонера ? Какой подшипник надежнее?Скачать

Исследование и разработка ряда электромагнитных подшипников для серии компрессоров газоперекачивающих агрегатов (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3

39. Патент РФ на изобретение. № 2 № 17, 1995. , , и др. Магнитный подвес ротора устройства.

40. Патент РФ на изобретение № 000 по заявке № /06, 1997. , , и др. Магнитная опора для агрегата.

41. Патент РФ на изобретение № 000 по заявке № /28, 1997. , Верещагин опора.

42. Патент РФ на изобретение № 000 по заявке № /11, 2003. , , Шайхутдинов опора компрессора.

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РЯДА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОДШИПНИКОВ

ДЛЯ СЕРИИ КОМПРЕССОРОВ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

Специальность 05.09.01 – «Электромеханика и электрические аппараты»

диссертации на соискание ученой степени

Всероссийский научно-исследовательский институт электромеханики с заводом им. (»)».

Научный консультант: доктор технических наук

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Ведущее предприятие: Ивановский государственный

Защита состоится «18» февраля 2011 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д.212.157.15 в Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке »

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять Москва, Красноказарменная ул., д. 14.

Автореферат разослан 2010 г.

диссертационного совета Д.212.157.15

Международного симпозиума «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» — СПб., 1998. – с. 176-181.

29. , и др. Разработка и испытания нагнетателя с магнитными подшипниками для ГПА-16 «Волга» // Труды 7-го Международного симпозиума «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования». – СПб., 2001. – с. 14-18.

30. , и др. Электромагнитные подшипники для газовой промышленности // Труды 14-й Международной научно-технической конференции по компрессорной технике. – Казань, 2007. – с. 140.

31. , Носков электромагнитных подшипников в машиностроении и газовой промышленности. Труды 13-го Международного симпозиума «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования». — СПб., 2007. – с. 215-229.

32. , , Носков применения магнитных подшипников в компрессорах ГПА // Труды 15-го Международного симпозиума «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования». – СПб., 2010. – с. 122-128.

33. , , Сизов колебаний гибкого ротора в активных магнитных подшипниках // Турбины и компрессоры. — СПб, 1998. — № 5. — с. 6-8.

34. , Верещагин подшипники для Газпрома // Рынок нефтегазового оборудования СНГ. – 1996. — № 4. с. 68-70.

35. С., , и др. Некоторые результаты эксплуатации бессмазочных центробежных компрессоров // Газотурбинные технологии. – М., 2008. — № 10. — с. 12-15.

36. , С., , и др. Опыт создания и эксплуатации турбокомпрессоров с применением магнитного подвеса ротора // Компрессорное и энергетическое машиностроение. – Киев., 2009. — № 1. — с. 17-19.

Патентные документы на изобретения и полезные модели

37. Авторское свидетельство СССР № 1987, МКИ 16 С 32/04. Четырехполюсный радиалъный электромагнитный подшипник / , ,

38. Авторское свидетельство СССР № 1988, МКИ 16С 32/04. Четырехполюсный радиально-активный и аксиально-пассивный электромагнитный подшипник. / , , Данилов-, ,

15. , , и др. Опыт создания нагнетателя для ГПА-12М «Урал» // Компрессорная техника и пневматика. – М., 2001. — № 8. – с. 15-17.

16. , , и др. Разработка и испытания нагнетателя с магнитными подшипниками для ГПА-16 «Волга» // Компрессорная техника и пневматика. – М., 2001. — № 5. – с. 16-18.

17. , Сарычев подвес для гибких роторов компрессоров ГПА // Компрессорная техника и пневматика. – М., 2000. — № 6. — с. 14-15.

18. , Вейнберг разработки электромагнитных подшипников для газовых компрессоров // Труды ВНИИЭМ. – М., 2001. — т. 100. – с. 275-282.

19. , Сарычев электромагнитных подшипников в газовой промышленности // Компрессорная техника и пневматика. – М., 2008. — № 1. — с. 12-14.

20. , Руковицын модель ротора для анализа управления магнитными подшипниками // Труды НПП ВНИИЭМ. – М., 2008. — т. 107. — с. 11-15.

21. Сарычев электромагнитных подшипников для серии компрессоров газоперекачивающих агрегатов // Труды НПП ВНИИЭМ. – М., 2009. — т. 110. — с. 3-10.

22. Сарычев и опыт создания электромагнитных подшипников для серии компрессоров газоперекачивающих агрегатов // Труды НПП ВНИИЭМ. – М., 2009. — т. 112. — с. 3-10.

23. , , Верещагин -технические задачи развития магнитных подшипников для газоперекачивающих агрегатов // Газовая промышленность. – М., 2009. — № 7. — с. 66-70.

Доклады на конференциях и статьи, опубликованные в научных журналах

24. , Егоров решения по созданию ряда ЭМП для нагнетателей природного газа // Материалы ОНТС Миннауки РФ и АСКОМП. — Казань, 1995.

25. , и др. Магнитный подвес для нагнетателя агрегата ГПА-16 «Волга» // Материалы ОНТС Миннауки РФ и АСКОМП. — Казань, 1995.

26. Сарычев для ГПА-12 «Урал» с сухими уплотнениями и магнитным подвесом // Материалы ОНТС . — Пермь, 1995.

27. , , и др. Безмасляный (сухой) центробежный нагнетатель НЦ-16 мощностью 16 МВт для магистральных газопроводов // Материалы 3-го Международного симпозиума «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» — СПб., 1997. – с. 202-211.

28. , , и др. Разработка ряда «сухих» комплектов для центробежных компрессоров газоперекачивающих агрегатов различной мощности // Материалы 4-го

В мировой практике при создании магистральных газопроводов широкое распространение получили электромагнитные подшипники (ЭМП), используемые в компрессорах газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Это обусловлено тем, что в связи с успешным проведением работ по применению газодинамического безмасляного уплотнения (ГДУ) на серии компрессоров с применением ЭМП стало возможным создание полностью «сухих» компрессоров, т. е. работающих без смазки [11, 26].

В компрессорах с ГДУ замена традиционных подшипников качения или скольжения на ЭМП позволяет существенно увеличить ресурс работы компрессора, повысить его КПД за счёт исключения потерь на трение и сократить эксплуатационные расходы. Экономический эффект от внедрения ЭМП совместно с ГДУ составляет несколько десятков тысяч долларов в расчёте на одну машину [23, 25].

Первые зарубежные публикации по созданию «сухих» газовых компрессоров появились в 1985 г., когда фирма Nova (Канада) и фирма Framatom (Франция) сообщили об успешном испытании компрессоров мощностью 10 и 4 МВт с массой ротора 1500 и 200 кг. В настоящее время ряд зарубежных газовых компаний, таких как Dresser (США), Ingersoll Rand (США), Nuovo Pignone (Италия), периодически сообщают об успешных испытаниях «сухих» газоперекачивающих компрессоров различной мощности. Разработкой, изготовлением и поставкой ЭМП для зарубежных компрессоров занимается французская фирма S2M, которая специализируется на выпуске данных типов опор.

Настоящая диссертация посвящена вопросам, связанным с созданием ряда электромагнитных подшипников для серии компрессоров мощностью от 2,5 до 25 МВт, применяемых для транспортировки газа. Решение этой проблемы потребовало создать математические модели ЭМП, оптимизировать конструкцию МП, определить параметры системы управления ЭМП, организовать приёмо-сдаточные испытания и наконец сформировать ряд МП для компрессоров ГПА.

Результаты исследований и практические рекомендации приведены в этой работе.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В нашей стране возможность создания ЭМП для компрессоров ГПА стала возможной благодаря успешной отработке электромагнитных опор в электромеханических системах ориентации космических станций «Алмаз» и «Мир», разработанных ВНИИ электромеханики г. Москва [4, 37]. Именно ВНИИ электромеханики в 1991 г. впервые в отечественной практике совместно с компрессорным предприятием им. Фрунзе г. Сумы (Украина) осуществил успешные испытания компрессора агрегата ГПА-Ц-16 мощностью 16 МВт на

электромагнитных подшипниках [9], которые подтвердили экономическую эффективность применения ЭМП в газовых компрессорах.

Читайте также: Холодильные компрессоры для холодильных витрин

Автор принимал активное участие в решении основных научно-технических проблем, связанных с разработкой ряда электромагнитных подшипников для компрессоров , в их испытании и эксплуатации. В результате во ВНИИ электромеханики сформировалось самостоятельное научное направление по созданию электромагнитных подшипников для «сухих» компрессоров газовой промышленности.

Разработка и применение нового класса опор – электромагнитных подшипников для серии компрессоров способствует эффективному развитию газовой промышленности России и выполнению ее экспортных обязательств.

Учитывая актуальность и важность работы, связанные с созданием ряда электромагнитных подшипников для серии компрессоров ГПА, департамент по транспортировке газа в 1994 г. совместно с головными предприятиями по изготовлению компрессоров принял решение по модернизации и разработке новых газовых компрессоров магистральных газопроводов мощностью 2,5 – 16 МВт с ЭМП и ГДУ, а в 2000 и в 2004 г. принял первую, а затем вторую программы по серийному внедрению ЭМП в компрессоры газоперекачивающих агрегатов мощностью от 2,5 до 25 МВт.

Цель работы и задачи исследований. Целью данной работы является решение комплекса задач, на основании выполненных автором исследований позволяющих решить крупную научную проблему по созданию ряда электромагнитных подшипников для серии газовых компрессоров, имеющую важное хозяйственное значение. Внедрение ряда ЭМП в компрессоры способствовало созданию нового высокоэффективного оборудования для газовой промышленности – «сухого» компрессора и развитию нового научно-технического направления в электротехнической промышленности.

Создание ряда ЭМП для серии компрессоров ГПА магистральных газопроводов сопряжено с решением новых научных задач, связанных:

1. С разработкой обобщённой математической модели ЭМП;

2. С оптимизацией ЭМП для компрессоров;

3. С теоретическими исследованиями математической модели;

4. С выбором оптимальных технических решений по конструкции и параметрам ЭМП, системе управления подшипниками.

При научном участии автора получены следующие результаты:

1. Определена технико-экономическая эффективность применения ЭМП в компрессорах ГПА;

2. Разработана методика оптимизации геометрических параметров радиального и осевого ЭМП компрессора по массо-габаритным показателям и составлен алгоритм для расчёта на ЭВМ;

Научно-практические статьи, опубликованные

в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК

1. , Спирин радиальный электро-магнитный подшипник с дополнительными обмотками // Труды ВНИИЭМ. — М., 1988. – т. 88. – с. 125-129.

2. , Спирин характеристики четырехпо-люсного радиального электромагнитного подшипника // Труды ВНИИЭМ. — М., 1989, — т. 89. – с. 95-101.

3. , К расчету усилий в электромагнитном подшипнике с подмагничиванием // Труды ВНИИЭМ. — М., 1989. – т. 89. – с. 106-112.

4. , , К расчету усилий и параметров электромагнитного радиального подшипника // Труды ВНИИЭМ. — М., 1990. – т. 90. — с. 40-44.

5. , Спирин силовых характеристик электромагнитного подшипника с подмагничиванием // Труды ВНИИЭМ. — М., 1990. – т. 90. — с. 50-53.

6. , Об управлении четырехполюсным радиальным электромагнитным подшипником с подмагничиванием // Труды ВНИИЭМ. — М., 1990. – т. 90. — с. 109-113.

7. , Верещагин подшипники для Газпрома // Электротехника. – М., 1996. — № 5. — с. 29-31.

8. , , Сизов управления магнитными подшипниками ГПА // Газовая промышленность. – М., 1996. — № 11. — с. 40-42.

9. , , и др. Бессмазочные нагнетатели природного газа // Газовая промышленность. – 1999. — № 2. – с. 48.

10. , , и др. Магнитный подвес для гибких роторов компрессоров // Газовая промышленность. – 2000. — № 2. – с. 51-52.

11. , и др. Перспективы применения цифровых регуляторов в системах магнитного подвеса // Конверсия в машиностроении. – 1997. — № 3. – с. 50-52.

12. , , Матвейчук электромагнитных подшипников компрессоров магистральных газопроводов // Электротехника. – М., 1999. — № 6. – с. 32-34.

13. , Кочетов управление и мониторинг системы магнитного подвеса для роторных машин // Конверсия в машиностроении. – М., 1999. — № 1. – с. 36-39.

14. , , Спирин нагнетателя НЦ-16М «Урал» с электромагнитным подвесом и сухими уплотнениями // Компрессорная техника и пневматика. – М., 2003. — № 6. – с. 3-6.

компрессоров мощностью 16 МВт. Данная работа показала, что ёт изготовление около 50 компрессоров с ЭМП.

Сводная таблица по компрессорам с ЭМП на 2010 г. представлена в табл. 3, причём 100 из них находятся в эксплуатации, остальные в разной стадии отработки и изготовления [32].

Создание и внедрение нового ряда электромагнитных подшипников для серии компрессоров газоперекачивающих агрегатов приводит к появлению высокоэффективного оборудования для газовой промышленности – «сухого» компрессора, обладающего высокими техническими характеристиками и экологической чистотой. Таким образом, в работе решена проблема, имеющая важное хозяйственное значение.

В диссертационной работе представлено решение следующих научно-технических задач:

1. Обоснована и определена технико-экономическая эффективность применения электромагнитных подшипников для компрессоров газоперекачивающих агрегатов.

2. Решён комплекс научно-технических задач по оптимизации, математическому моделированию, расчетам характеристик и определению параметров электромагнитных подшипников и системы управления, возникающих при разработке электромагнитного подвеса для серии компрессоров ГПА.

3. Сформирован алгоритм экспериментальной отработки электромагнитного подвеса при серийном выпуске.

4. Разработан ряд унифицированных ЭМП и блоков управления для серии компрессоров ГПА .

Успешная длительная эксплуатация ЭМП в компрессорах действующих газовых магистралей, экспериментальная и опытная отработка вновь созданных «сухих» компрессоров на стендах заводов-изготовителей ГПА и предприятий свидетельствует о правильности принятых научных и технических решений.

Таким образом, разработанные теоретические положения и практические решения явились основой для формирования нового научного направления в электротехнической промышленности, связанного с созданием электромагнитных опор для тяжелых роторных машин – компрессоров газоперекачивающих агрегатов. Результаты диссертации можно использовать при разработке магнитных подвесов машин и механизмов другого назначения.

диссертации опубликованы в следующих работах

3. Представлены математические модели для обобщённого радиального ЭМП;

4. Определено влияние числа полюсов радиальной магнитной системы и её типа на коэффициенты поперечных связей различных магнитных систем;

5. Обоснован выбор обобщённой структуры и параметров системы управления ЭМП ротора компрессора ГПА, найдены допустимые отклонения параметров системы управления;

6. Разработан алгоритм и методика приёмо-сдаточных испытаний основных узлов ЭМП и комплекта ЭМП в целом на специализированном оборудовании для компрессоров ГПА;

7. Определены оптимальные магнитные системы и разработан ряд ЭМП с основными параметрами для серии компрессоров ГПА магистральных газопроводов;

8. Обоснована и разработана унифицированная конструкция электромагнитной опоры для серии компрессоров ГПА.

Научная новизна выполненных автором исследований заключается:

1. В разработке методики оптимизации геометрических параметров радиальных и осевых ЭМП для серии компрессоров ГПА по массо-габаритным показателям;

2. В разработке математической модели обобщённого радиального ЭМП с учётом числа полюсов магнитной системы и взаимосвязи каналов управления;

3. В исследовании влияния числа полюсов магнитной системы радиального ЭМП на дестабилизирующее усилие;

4. В разработке научно обоснованной схемы экспериментальной отработки и выпуска ЭМП для серии ГПА;

5. В научно обоснованном создании ряда ЭМП для серии компрессоров ГПА мощностью от 2,5 до 25 МВт;

6. В создании унифицированной конструкции ЭМП для компрессора ГПА.

Практическая ценность научных исследований и разработок заключается в обосновании технических решений по созданию ряда электромагнитных подшипников для компрессоров мощностью 2,5; 6,3; 10; 12; 16 и 25 МВт.

Реализация результатов диссертации. Проведенные автором диссертации исследования были использованы в работах » при разработке, изготовлении и испытаниях ЭМП для серии компрессоров мощностью от 2,5 до 25 МВт и внедрены в газотранспортные организации , о чём составлены соответствующие акты, приведённые в Приложениях 1 – 4 диссертации.

Достоверность полученных автором результатов подтверждена корректным использованием методов оптимизации электромеханических систем, теории электромеханического преобразования энергии, общих положений физики электромагнетизма, результатами

моделирования, экспериментальной проверкой на автономных, предварительных и отработочных испытаниях, эксплуатацией компрессоров с ЭМП на стендах и газовых магистралях .

Апробация результатов исследований и разработок. Основные научные положения и результаты обсуждались на заседании НТС Миннауки РФ и АСКОМП в 1995 г., на секциях НТС в 1995 г., на 3-м, 4-м, 7-м, 13-м и 14-м Симпозиумах потребителей и производителей компрессоров и компрессорного оборудования в 1997, 1998, 2001, 2007 и 2010 г. г., на 11-м Международном Симпозиуме по магнитным подшипникам в Японии в 2008 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 42 работы, из них 23 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах. В статьях и докладах, опубликованных автором и в соавторстве, соискателем сформулированы цель и задачи исследования, определена технико-экономическая эффективность применения ЭМП, разработана методика оптимизации ЭМП для компрессоров ГПА, определена и исследована математическая модель радиального ЭМП, обоснован выбор обобщённой структуры и параметров системы управления, разработан алгоритм и методика приёмо-сдаточных испытаний ЭМП при серийном производстве ГПА, разработана унифицированная конструкция ЭМП для компрессора ГПА, разработан ряд ЭМП для компрессоров ГПА. В изобретениях и полезных моделях, опубликованных в соавторстве, соискателем сформулированы основные признаки, составлены формулы изобретений и полезных моделей.

Читайте также: Мотор с компрессором без ресивера

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Расчёт технико-экономической эффективности применения электромагнитных подшипников в компрессорах ГПА;

2. Методика оптимизации геометрических параметров магнитной системы радиальных и осевых ЭМП для компрессоров ГПА по массо-габаритным показателям;

3. Математическая модель обобщённого радиального ЭМП;

4. Влияние числа полюсов радиальной магнитной системы и её типа на дестабилизирующее усилие ЭМП компрессоров ГПА;

5. Обобщённая структура системы управления ЭМП компрессора ГПА;

6. Унифицированная конструкция электромагнитной опоры для компрессоров ГПА;

7. Унифицированный ряд электромагнитных подшипников для серии компрессоров ГПА мощностью от 2,5 до 25 МВт;

8. Алгоритм и методика приёмо-сдаточных испытаний ЭМП при серийном выпуске для компрессоров ГПА.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, списка сокращений и приложений. Объём основного текста диссертации – 224 страницы, включающих 79 рисунков, 14 таблиц. Список литературы состоит из 149 наименований.

Белоруссии. Для » это был первый опыт ввода в эксплуатацию только «сухих» компрессоров на КС. Ответственность была очень высокая – ведь КС «Слонимская» – последняя КС на территории Белоруссии, впереди Польша и Западная Европа.

Предприятие успешно выполнило пуско-наладочные работы и станция «Слонимская» была введена в строй.

В конце 2007 г. » компрессор с ЭМП мощностью 25 МВт (НЦ-25) производства СНПО им. Фрунзе и в 2008 г. вводит в эксплуатацию 3 компрессорных станции с данными компрессорами – КС «Микуньская», КС «Ново-Юбилейная», КС «Ново-Грязовецкая» [35, 36].

В 2008 г. » завершает работы по разработке новых дожимных «сухих» компрессоров с ЭМП мощностью 16 МВт типа Н-498 производства ОАО “КК” и вводит в эксплуатацию КС «Юбилейная», что знаменует собой начало внедрения ЭМП на предприятиях не только транспортировки, но и добычи газа.

Очень важным достижением 2008 г. является разработка и пуск в опытную эксплуатацию нового компрессора Н-208 с ЭМП, приводом которого является электрический двигатель. Компрессор имеет номинальную частоту вращения n = 8200 об/мин, что на 3000 об/мин больше, чем у серийных компрессоров. Разработка данного компрессора дала толчок к созданию новых типов ГПА – электрогазоперекачивающих, приводом у которых является не авиационный двигатель, а электрическая машина, что значительно улучшает технические показатели ГПА при транспортировке газа.

Компрессоры с ЭМП на 2010 г

Предприятие-изготовитель компрессора с ЭМП,

тип агрегата с «сухим» компрессором

Количество компрессоров, оснащенных ЭМП

ГПА-12 «Урал», ГПА-16 «Урал», ГПА-25 «Урал», ГПА-16 ДКС «Урал»

комплекс», г. Санкт-Петербург, Россия

Фирма «Mitsubishi Heavy Industries Ltd.», г. Хиросима, Япония

Фирма «Nuovo-Pignone», г. Флоренция, Италия

В 2009 г. изготовлено около 20 компрессоров с ЭМП [23]. Важным достижением 2009 г. является изготовление и поставка четырёх комплектов ЭМП для фирмы Mitsubishi (Япония) для

В 1998 г. вводится в эксплуатацию компрессор РСL-603 для агрегата РGТ-21 производства фирмы Nuovo Pignone г. Флоренция (Италия) на КС «Алмазная» . После этого вводятся в эксплуатацию агрегаты ГПА-12М «Урал» на КС «Пермская», ГПА-16 «Волга» на КС «Помарская», ГПА-16М «Урал» на КС «Соковка».

Необходимо отметить, что такой быстрый процесс выпуска документации, изготовления материальной части и ее испытаний был обусловлен тем, что, начиная с 1993г. по 1999г. в » при непосредственном участии автора:

1. На базе ПЭВМ создана в полном объеме автоматизированная система проектирования электромагнитного подвеса компрессора;

2. Выпущена конструкторская документация на ряд унифицированных ЭМП для всей номенклатуры компрессоров ГПА мощностью 2,5 ÷ 25 МВт;

3. Подготовлена производственная база для серийного выпуска ЭМП;

4. Разработано и изготовлено стендовое оборудование для автономных проверок датчиков, электромагнитов, блоков управления и комплекта в целом.

В 2000 г. разрабатывает первую программу по серийному внедрению ЭМП в газоперекачивающие агрегаты газопроводов РФ и стран СНГ [30, 34]. Отметим, что на период разработки программы в РФ было лишь 9 компрессоров, оснащенных магнитным подвесом.

Программа подразумевала изготовление около 20 «сухих» компрессоров. Однако из-за финансовых трудностей за период гг. было изготовлено всего лишь 8 компрессоров с ЭМП.

Реализация первой программы позволила » полностью подготовить материальную базу для крупномасштабного серийного производства ЭМП для газопроводов РФ и СНГ.

В связи с возросшим потреблением газа в Западной Европе планами было предусмотрено с начала 2004 г. строительство нового участка газопровода Ямал-Европа, который бы проходил от полуострова Ямал по территории Белоруссии к границам Польши и далее в Западную Европу [19, 31]. Для данного газопровода требовались компрессора, которые обладали бы высокими техническими параметрами, были экологически чистыми и имели высокую эффективность.

В этот период , , имея опыт внедрения «сухих» компрессоров с ЭМП, наряду со строительством масляных компрессорных станций, принимает фундаментальное решение по строительству «сухих» компрессорных станций, которые состояли бы только из компрессоров с ЭМП.

Разрабатывается вторая программа, предусматривающая изготовление около 100 «сухих» компрессоров с ЭМП (около 40 КС) мощностью от 12 до 25 МВт для газопровода Ямал-Европа [22].

Первая полностью «сухая» компрессорная станция с нагнетателями НЦ-16 с ЭМП для газопровода Ямал-Европа вступила в строй в ноябре 2005 г. на КС «Слонимская» на территории

Введение содержит обоснование актуальности применения магнитных подшипников (МП) в мощных компрессорах газоперекачивающих агрегатов. Применение таких подшипников позволяет в сочетании с газодинамическими уплотнениями существенным образом улучшить его технико-эксплуатационные параметры по сравнению с масляными, а также получить значительный экономический эффект от установки МП [9, 19, 21, 22]. Актуальность связана с экономической значимостью проблемы создания ряда электромагнитных подшипников для компрессоров ГПА, в результате решения которой создаются новые высокоэффективные средства транспорта газа (сухие компрессоры), при возрастающем объёме его транспортировки по и из Российской Федерации.

В первой главе рассматриваются различные конструктивные исполнения магнитных подшипников, которые могут быть применены для подвеса ротора компрессора ГПА в радиальном и осевом направлениях. Производится также обзор литературы с целью выбора критериев оптимизации магнитных систем подвеса компрессора, математических моделей МП, а также выбора необходимой структуры системы управления ротором компрессора. Кроме того, затронуты общие вопросы: гибкость ротора компрессора ГПА, которая ухудшает управление магнитным подшипником, определение экономического эффекта от внедрения МП в газовые компрессоры.

Анализ литературы показывает, что для подвеса роторов наибольшее распространение получили электромагнитные опоры в связи с наличием большой удельной грузоподъёмности, что очень важно для тяжёлых машин. Последняя величина для индукторных систем с постоянными магнитами составляет 6×104 Н/м2, для систем с постоянными магнитами 3×105 Н/м2, для электромагнитных систем (6¸15)×105 Н/м2 [3, 6].

Такой подвес в направлении постоянных магнитов очень неустойчив к динамическим нагрузкам, поэтому необходимо в этом направлении создавать специальные демпфирующие устройства, что усложняет систему и делает её мало пригодной для высоконагруженного подвеса ротора ГПА.

В нашей стране получили распространение активные электромагнитные системы, применяемые в космической технике [1, 2, 38]. Такие системы хорошо демпфируют динамические нагрузки в несколько раз превышающие вес ротора.

Магнитный подвес на постоянных магнитах (пассивный подвес) является наиболее простым с конструктивной и энергетической точек зрения. Однако по теореме Эрншоу нельзя иметь пассивный подвес устойчивый во всех направлениях, т. е. в одном из направлений для обеспечения устойчивости необходимо использовать активные электромагнитные опоры, в другом постоянные магниты.

Применение электромагнитных систем в сочетании с постоянными магнитами (так называемые активно-пассивные индукторные системы) уменьшает энергопотребление

электромагнитов, линеаризует их характеристики, но не исключает возникновения автоколебаний в направлении опор из постоянных магнитов [5].

Учитывая, что подшипники компрессора ГПА воспринимают большие статические, а также динамические нагрузки, вызванные газодинамическими явлениями в компрессоре ГПА, в качестве опор ротора компрессора целесообразно использовать активные электромагнитные подшипники (ЭМП).

Мировой опыт применения ЭМП в высоконагруженных роторных системах, а также в компрессорах ГПА, показывает, что в качестве радиальных магнитных систем подшипников и датчиков необходимо использовать многополюсные шихтованные радиальные магнитные системы (рис. 1), статор которых подобен статору электрической машины постоянного тока. Обмотки статора наматываются таким образом, чтобы получить четыре независимых управляемых квадранта.

Рис. 1. Многополюсные шихтованные радиальные магнитные системы

В качестве осевых магнитных систем подшипников необходимо использовать Ш–образные (рис. 2, а) или П–образные (рис. 2, б) цилиндрические массивные магнитные системы, между которыми установлен массивный ферромагнитный диск, являющийся ротором осевого подшипника.

Рис. 2. Осевой магнитный подшипник, состоящий из двух массивных кольцевых статоров Ш–образного типа (а) и выполненный из двух сплошных цилиндрических П–образных систем (б)

В настоящее время суммарная наработка этих пяти компрессоров составляет около 200 тыс. часов. Наибольшая наработка отдельно взятого компрессора – 70 тыс. часов.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/elektromagnitnye-podshipniki-dlya-kompressorov

  📹 Видео

  БОКОВУШЕЧКА У ТУАЛЕТА в плацкартеСкачать

  

  ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

  

  Только не говори никому.. Как легко можно восстановить жидкокристаллический экран..Скачать

  

  Кодовый дверной замок своими руками 😂😂Скачать

  

  Как можно проверить компрессор кондиционера перед покупкойСкачать

  

  Лайфхак/Как избежать замены Компрессора Кондиционера!Скачать

  

  проверка эл. муфты компрессора кондиционераСкачать

  

  Самая Частая Поломка Автокондиционера/Ремонт Своими руками/Замена Муфты Компрессора (Аналог)Скачать

  

  Самый маленький велосипед в мире!!! #краснодар #shorts #рекордгиннеса #славиклайф #slaviklifeСкачать

  

  Подшипник на муфте компрессора кондиционераСкачать

  

  Первый выезд на багги 4х4, 0.7 турбо ,автомат.Скачать

  

  Как открутить скрученный болт? Есть решение...Скачать

  

  Как нас разводят на СТО или замена подшипника муфты кондиционера в полевых условияхСкачать

  

  Устройство и принцип работы компрессора кондиционераСкачать

  

  Люфт подшипника кондиционера X3 e83 3.0iСкачать

  

  Замена подшипника в компрессоре SANDENСкачать

  

  Как подобрать запчасти на компрессорСкачать