Безмасляный центробежный электрокомпрессор на лепестковых газодинамических подшипниках

А.В. Поликарпов, PolikarpovAV@imec.msu.ru;
А.П. Викулов, wap@imec.msu.ru;
С.Н. Зотов, zotoff@inbox.ru;
А.А. Костенко, kosrk1@gmail.com; НИИ Механики МГУ
И.И. Гальперин, galperin@noemi.ru;
А.Д. Лабутин, labutin@noemi.ru; ООО «Фирма «НОЭМИ»

Представлено описание высокооборотного безмасляного электрокомпрессора на лепестковых газодинамических подшипниках с синхронным электроприводом на постоянных магнитах.
При испытаниях выполнена отработка системы охлаждения, измерена суммарная мощность потерь в подшипниках и потерь на вентиляцию ротора. Проведены испытания в режиме разрежения на входе до –0,5 бар, осуществлены испытания в генераторном режиме.
Предлагаемое изделие можно использовать в качестве самостоятельного электрокомпрессора для воздуха, газов, в том числе фреонов, а также в качестве компрессорного агрегата в составе парокомпрессионной холодильной или криогенной установки. В генераторном режиме изделие применимо в системах утилизации сбросного тепла, работающих по органическому циклу Ренкина ORC.
Ключевые слова: безмасляный электрокомпрессор на газовых подшипниках, синхронный электропривод, утилизация сбросного тепла, лепестковые газодинамические подшипники (foil bearings), пассивное фреоновое охлаждение
Список литературы
1. Леонов В.П., Максимович Т.И. Лепестковые газовые подшипники турбомашин: методические указания. – М.: Изд­во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.
2. Поликарпов А.В., Костенко А.А., Розеноер Т.М., Валеев А.Г., Щучкин В.В., Малинин В.В. Применение опыта проектирования криогенных турбодетандеров при разработке турбоэлектрогенератора мощностью 1 кВт для установки с органическим циклом Ренкина // Холодильная техника. 2017. № 11. С. 42–47.
3. Щедухин С.И., Поликарпов А.В., Викулов А.П., Зотов С.Н., Розеноер Т.М., Костенко А.А., Воронов В.А. Безмасляный турбодетандер природного газа на лепестковых газодинамических подшипниках // Холодильная техника. 2017. № 6. С. 46–50.

Oil­free centrifugal electric compressor with foil gas­dynamic bearings
A.V. Polikarpov, PolikarpovAV@imec.msu.ru; A.P. Vikulov, wap@imec.msu.ru; S.N. Zotov, zotoff@inbox.ru; A.A. Kostenko, kosrk1@gmail.com; NII of mechanics of MSU
I.I. Galperin, galperin@noemi.ru; A.D. Labutin, labutin@noemi.ru; OOO «Company «NOEMI»
The article gives the description of a high­speed oil­free electric compressor with foil gas­dynamic bearings and a synchronous permanent magnet electric drive.
During experiments, the refrigeration system has been optimized, and the total power of losses in the bearings and losses on the ventilation of the rotor has been measured. The tests were carried out in the vacuum regime at the inlet up to –0,5 bar; also the tests were performed in the generator regime.
This compressor may be used as an independent electric one for air, gases, including refrigerants, and also as a compressor unit in the capacity of a part of a refrigeration or cryogenic plant. In generator mode, the compressor is applicable in waste heat recovery systems operating on the Organic Rankine Cycle (ORC).
Keywords: gas bearing oil­free electric compressor, synchronous electric drive, waste heat recovery, foil bearings, passive freon cooling
References
1. Leonov V.P., Maksimovich T.I. Foil gas bearings for turbo­machines: methodological instructions. – M.: MSTU n.a. N.E. Bauman, 2002.
2. Polikarpov A.V., Kostenko A.A., Rozenoer T.M., Valeev A.G., Schuchkin V.V., Malinin V.V. Using experience of cryogenic turbo­expanders design when developing an electric turbo­generator at 1kW capacity operating on the organic Rankine cycle//Kholodilnaya Tekhnika. 2017. № 11. P. 42–47.
3. Schedukhin S.I., Polikarpov A.V., Vikulov A.P., Zotov S.N., Rozenoer T.M., Kostenko A.A., Voronov V.A. Oil­free turbo­expander for natural gas using foil gas­dynamic bearings//Kholodilnaya Tekhnika. 2017. № 6. P. 46–50.