潜液式液化天然气泵用变频低温异步电机的关键参数设计

低温电机是潜液式液化天然气(liquefied natural gas,LNG)泵的核心部件。该文主要讨论了潜液式LNG泵用变频低温异步电机的设计方案。首先研究了电机电磁材料的低温特性,结合低温异步电机温升情况确定了电机的电磁负荷。建议从转子开始设计变频低温异步电机,并认为变频低温异步电机的槽形特别是转子槽,应设计为"矮胖"形以减少该类电机的漏抗和转子摩擦损耗。仿真分析了11 k W设计样机在LNG(-161℃)及液氮(-196℃)的运行性能,并进行了液氮低温试验,试验数据与仿真分析相吻合,验证了理论分析的正确性,该文的研究成果可为变频低温异步电机的设计提供参考。

基于CFD的潜液式液化天然气泵导叶设计

潜液式液化天然气(liquefied natural gas,LNG)泵工作时,屏蔽电机和泵体全部浸没在低温液体中.为减小泵的径向和轴向尺寸,潜液式LNG泵采用了一种特殊结构的导叶.在分析潜液式LNG泵导叶结构特点的基础上,研究导叶进口喉部宽度和折转角对泵设计工况水力性能的影响.首先,设计不同几何参数的导叶,并分别与同一叶轮进行匹配;再通过ANSYS CFX软件,采用标准k-ε湍流模型对各导叶分别进行全流场数值计算.计算结果表明:进口喉部宽度是潜液式LNG泵导叶的关键尺寸,设计时需重点考虑;进口喉部宽度存在最优值,且最优值大于经验值;进口折转角对泵扬程和效率影响较小.因此,设计导叶时可优先确定其他关键尺寸,再通过调节进口折转角改善导叶的结构.

液化天然气潜液泵低温电机导液通道的优化设计

低温电机是液化天然气(liquefied natural gas,LNG)潜液泵的核心部件,电机定子导液通道的优化设计及合理分布不但决定着LNG潜液泵低温电机的冷却效果,而且直接影响着LNG潜液泵的工作性能。该文对一台15k W的LNG泵低温电机导液通道的优化设计方法进行研究,首先基于传统齿联轭结构定子轭部磁势的计算思路,给出了方形定子铁心轭部磁势的计算方法;然后通过有限元仿真分析,重点讨论了方形定子削边距离和导液通道宽度对电机轭部磁势和气隙磁密的影响。文中分析得到了电机轭部磁势和气隙磁密等参数随定子导液通道尺寸的变化规律,为LNG潜液泵导液通道的优化设计提供参考。

潜液式LNG泵低温电机及其关键技术发展综述

潜液式液化天然气(liquefied natural gas,LNG)泵低温电机(简称LNG泵低温电机)是LNG泵的核心部件。为了便于LNG泵低温电机的研制,该文对该类型电机的发展情况及相关技术进行了综述。文中详细调研了已存在的几种类型的低温电机的特点及其发展现状。根据备选电机的特点和LNG泵的应用环境,总结了LNG泵低温电机关键技术及发展现状,提出了亟待研究的技术问题,设计了LNG泵样机的试验平台及相关测试原则。根据LNG泵的应用环境,该文提出的LNG泵低温电机的选用原则指出,低温异步电机和低温永磁同步电机适合作为LNG泵的备选电机,并认为在技术不成熟的初期阶段,低温异步电机更为适合作为LNG泵低温电机进行研制;随着技术的积累,LNG泵低温永磁电机将逐步研制成功。这些工作为LNG泵低温电机的研制提供参考。