[发明专利]用于确定转子大小的方法、相关联转子和马达-压缩机组

说明书

本发明涉及用于确定转子大小的方法、相关联转子和马达‑压缩机组。具有旨在驱动传动线的非贯通轴的用于电机的转子包括包封圆柱形磁性块的两个半轴。磁性块包括至少两个相邻的相同单元，单元构造成防止在传动线的激励频率范围内超阻尼在转子中的传播，传动线的旋转频率范围为超临界的。

技术领域

本发明涉及机械系统，该机械系统包括没有贯通轴的转子。

本发明还涉及一种包括这样的转子的马达-压缩机组。

背景技术

图1图示根据现有技术的马达-压缩机组1的示例，马达-压缩机组1包括连接到压缩区段3的旋转电机2。

旋转电机2包括定子4，在定子4中插入有转子5，转子5具有贯通轴，该贯通轴包括穿过磁性板5b并以旋转速度Ω驱动压缩区段3的轴5a。

压缩区段3包括安装在区段3的轴7上的压缩轮6。

区段3的轴7连接到转子5的轴5a。

轴承8和9将转子轴5a和区段3的轴7维持成关于轴线A旋转。

轴承8和9包括例如磁性轴承或流体轴承，诸如油、水或气体轴承。

流体(例如，气体或液体)大体上注入到马达-压缩机组的壳体中，以便特别地冷却旋转电机2。

在变体中，马达-压缩机组1的壳体为空的。

轴承8和9优选地包括大体上具有5.5kHz的控制截止频率的磁性轴承。

大体上，在操作中，转子轴5a的旋转速度确定成使得包括转子5和轴7的传动线不穿过第一直接进动弯曲模式，传动线不在超临界速度域中操作。

传动线在超临界速度域中的操作引起包括马达2和压缩区段3的在旋转中的系统的稳定性损失，这可造成系统的破坏。

超临界传动轴线包括在第一直接进动弯曲本征模式与磁性轴承8和9的控制截止频率之间的若干弯曲共振频率(本征模式)，其可使磁性块动态地变形，控制磁性轴承8和9，激励所述本征模式。

当传动线超过临界速度时，该稳定性损失通过在叠片式转子5的板5b中看来像是占优势程度的超阻尼(metadamping)的出现而生成。

马达-压缩机组1的总体效率特别地取决于轴7的旋转速度。

可用速度域的该限制降低马达-压缩机组1的效率。

图2图示在固定参考系(X,Y,Z)中的马达-压缩机组1的传动线的示意性动力学模型。

转子5由其质量M_R、其刚度K_R、其内部阻尼D_R、表示施加于轴5a的陀螺效应并与转子5的极惯性矩成比例的系数α以及其重心G表示。

注入到马达-压缩机组1的壳体中的流体由质量M_C、阻尼系数D_C以及刚度K_C建模。

包括轴7和轮6的压缩区段3的转子由其刚度K_DISP和其质量M_DISP表示。

忽略施加在轮6上的压力，压缩区段设计成使该压力最小化。

轴承8和9由沿着轴线Y的刚度系数K_BY和沿着轴线Z的刚度系数K_BZ以及沿着轴线Y的阻尼系数D_BY和沿着轴线Z的阻尼系数D_BZ表示。