利用电机通过管道输送流体的方法和设备技术

提供一种有助于通过管道输送流体的电机。该电机包括转子组件（１２０），转子组件进一步包括配置为生成分布式磁场的磁体阵列。该转子组件具有防腐蚀特征，其有助于减缓当转子组件暴露于侵蚀性和粗糙的流体时对转子组件的有害效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种流体输送系统，特别涉及一种利用电机通过管道输送流体的方法和设备。
技术介绍
流体输送涉及很多工业领域，包括但不限于化学、石油和天然气工业。已知的流体输送应用中，将流体从陆上或水中输送到工厂用于随后使用。在其他已知应用中，流体输送用于碳氢化合物加工工厂和化学工厂，并且方便分配到终端使用者。至少一些已知输送站采用流体输送设备，例如由气轮机驱动的压缩机、风扇和/或泵。这些涡轮机中的一些通过齿轮箱驱动相关的流体输送设备，齿轮箱将气轮机输出驱动轴的速度增大或减小到预定的设备驱动轴速度。电机(即电力驱动的电动机或者电动驱动器)在操作的灵活性(例如不同速度)、维修、低造价和低操作成本、较高效率和环境兼容性方面比机械驱动(即气轮机)要更有利。另外，通常电力驱动比机械驱动构造简单，更易于与流体输送设备集成，可以去除齿轮箱，并且/或者比机械驱动更可靠。然而，采用电力驱动的系统比采用机械驱动的系统效率低。影响电力驱动效率的一些系数至少包括电动机驱动、驱动控制电学和电子布局、电源质量和效率、驱动组件(例如转子)的大小和重量、磁耦合强度。而且，流体输送设备的电力驱动产生热量，例如经由驱动组件、与转子相关的风阻损失，可能会需要附加系统来方便移除热量。例如，一些已知的电力驱动装置采用所输送的流体作为主要的热量传输介质，并且利用流体流过和围绕定子的管道。然而，在一些情况下，所输送的流体具有侵蚀性成分或杂质，其将对所使用的组件产生不利影响。
技术实现思路
一方面，提供了一种方便通过管道输送流体的电机。该电机包括转子组件，其进一步包括配置用于产生分发的磁流体的磁体阵列。转子组件基本上是防腐蚀的。另一方面，提供了一种组装电机的方法。该方法包括产生分布的磁场。该方法还包括将永久磁体阵列连接在基本防腐的围罩内，使永久磁体阵列基本上与围罩之外的环境绝缘。又一方面，提供一种流体输送站。该站包括流体输送设备，输送设备包括至少一个转动轴。流体输送设备还包括驱动马达。驱动马达包括连接到转动轴上的转子组件。转子组件包括配置为产生分布磁场的磁体阵列。转子组件基本上是防腐蚀的。附图说明图1是示例性流体输送站的横剖面示意图；图2是示例性电动机的横剖面示意图，电动机可用于图1所示的流体输送站中；图3是示例性转子组件的放大横剖面示意图，转子组件可以用于图2所示的电动机中；图4是示例性转子组件的横剖面轴向示图，转子组件可以用于图2所示的电动机中；图5是示例性转子组件和可用于图2所示的电动机中的磁场的横剖面轴向示图；图6是可选择的转子组件的横剖面轴向示图，转子组件可以用于图2所示的电动机中；图7是可选择的转子组件和可用于图2所示的电动机中的磁场的横剖面轴向示图；图8是可选择的转子组件的放大横剖示图，转子组件可用于图2所示的电动机中。具体实施例方式图1是示例性流体输送站100的横剖面示意图。在示例性实施例中，站100是一个水下天然气压缩站100，其包括流体输送设备102。在示例性实施例中，设备102是多级压缩机102，其转动连接到电力驱动的电动机104上。可选择的是，设备102可以是但不限于泵或风扇。站100可设置在任何地理位置上并且便于输送要满足预定操作参数的任意流体。可被站100输送的流体的例子包括但不限于来自于天然源(图1中未示)导引到站100的未经处理的甲烷。在示例性实施例中，电动机104是永久磁体型电动机104，设计用于在高于3600转/分的最大时速下操作，通常与由60Hz的电源驱动的同步电动机联合。因此，电动机104通常被称为“超-同步”电动机。详细说来，在示例性实施例中，电动机104包括多个特征，其比可选择的驱动装置更为有利。例如，在示例性实施例中，不需要额外的构件(例如便于增大输出速度的齿轮箱)，电动机就可以实现大约10,000到20,000转/分(rmp)的速度。可选择的是，可以采用超过20,000rmp速度的电动机。增大的速度便于快速压缩气体，由此提高压缩站100的效率和有效性，这便于实现较小的底座。另外，在该实施例中，额外构件(例如齿轮箱)的排除使得站100仅需要较小的底座，并且排除了相应的维修需要。该实施例的另一个特征是排除了耐磨构件，例如碳质滑动环。结果，在该示例性实施例中，电动机104有助于压缩站100的稳定性的提高。可选择的是，电动机104可以是永久磁体型同步电动机、单独驱动的电动机或者任意其它可以实现预定操作参数并使站100按照此处描述的方式工作的驱动装置。电动机104和压缩机102稳定的固定在一体件(即单一的)箱体106内。电动机104设置在箱体106的电动机部分105内，压缩机102设置在箱体106的压缩机部分。在示例性实施例中，箱体106通过浇铸或锻造工序制造。可选择的是，箱体106可以采用现有技术中已知的任何方法制造，例如，焊接工序，使箱体106装配形成按照此处描述的方式工作的单一箱体106。此外，可选择的是，可以采用现有技术中的已知方法将箱体部分103和105作为单独构件制造，并且连接起来形成箱体106。箱体106包括压缩机抽吸定位装置108，其以流体相通的方式连接到入口管道110。管道110可以由金属、橡胶、聚氯乙烯(PVC)或者可以实现与所输送的流体和站100的位置相关的预定操作参数的任意材料制成。在示例性实施例中，站100还包括压缩机尾端件112，其连接到箱体106并从那里延伸。尾端件112有助于在压缩机102插入到箱体106之后将压缩机102封闭在站100内，并包括压缩机排出定位装置114，其以流体相通的方式连接到与入口管道110基本相似的压缩机出口管道116。另外，电动机端部盖体组件118固定连接到箱体106上。端部盖体118有助于在将电动机104插入到箱体106之后将电动机封闭在站100内。电动机104包括转子组件120、多个连接到转子组件120的永久磁体(图1未示)、定子122(其设置为在定子122和转子组件120之间限定间隙124)。多个设置在电缆管道126内的电源线有助于将站100连接到动力源，例如，变频驱动装置(VFD)(图1未示)。永久磁体产生围绕转子组件120的磁场(图1未示)。当激励定子122时，电动机104内部生成电磁场。间隙124有助于转子组件120和定子122之间的磁耦合，以便产生使转子组件120产生转动的扭矩。压缩机102包括转动连接到转子120的转动驱动轴128。在示例性实施例中，压缩机102包括多个压缩级130。可选择的是，压缩机102仅包括一个压缩级。转子120和轴128可围绕转动轴线132转动。转动轴线132可以是有助于实现站100的预定操作参数的任意朝向，其包括但不限于水平和垂直方向。在操作过程中，VFD以预定电压和频率向定子122供应多相交流电。在定子122内生成转动电磁场(图1未示)。在任意给定速度下，所产生的磁场的相对强度都与由VFD供给的电压成正比。随着定子122内生成的电磁场的转动，转子组件120的磁场通过间隙124与定子122的电磁场相互作用。两个磁场之间的相互作用产生扭矩，以及接下来转子组件120的转动。站100经由入口管道110接收处于第一预定压力的天然气。天然气经由抽吸定位装置108被导引至压缩机。气体随后流入压缩机102内并被压缩至较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括转子组件的电机，所述转子组件（１２０）包括配置用于生成分布式磁场的磁体阵列，所述转子组件基本上防腐蚀。

【技术特征摘要】
US 2006-4-7 11/4000931.一种包括转子组件的电机，所述转子组件(120)包括配置用于生成分布式磁场的磁体阵列，所述转子组件基本上防腐蚀。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于所述磁体阵列包括多个周向间隔设置的永久磁体(248)，磁体配置为绕转子周边生成大体为正弦曲线形式的磁场。3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于所述多个周向间隔设置的永久磁体(248)包括多个相邻的永久磁体，其中每个所述相邻永久磁体具有带有不同预定磁极的不同预定剩磁。4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于所述转子组件(120)进一步包括至少一个转子组件轴，由基本上防腐蚀的材料构成，其中所述转子组件轴的大小设置为在其中容纳所述磁体阵列的至少一部分；至少一个磁体阵列罩，由基本上防腐蚀的材料构成，其中所述至少一个的阵列罩大小设置为在其中容纳所述磁体阵列的至少一部分；至少一个端部盖(349)，由基本上防腐蚀的非磁性材料构成，其连接到所述磁体罩，所述至少一个的端部盖从所述转子组件轴延伸。5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于所述至少一个的端部盖(349)可拆卸的连接到所述转子组件轴。6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于所述转子组件(120)进一步包括至少一个转子组件轴，其大小设置为容纳所述磁体阵列的至少一部分，其中所述转子组件轴包括至少一个基本上防腐蚀的材料层，其在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：CA卡明斯基，CM斯蒂芬斯，JM福加蒂，JD范丹，JR亚吉尔斯基，KR韦伯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]