[发明专利]流体冷却主动部件、电机和驱动系统

说明书

本发明涉及一种用于电机(38)的流体冷却的主动部件(1)，其中，主动部件(1)大致设计成柱形或中空柱形，具有轴向延伸的槽(2)、至少一个电导体(3)，其分别至少逐段地布置在相应的槽(2)中并且由多个子导体(4)组成、相应的主绝缘体(5)，其被布置在相应的导体(3)和相应的槽(2)之间、以及相应的子导体绝缘体(6)，其围绕相应的子导体(4)。此外，本发明涉及一种电机(38)，具有这种类型的设计为定子(39)的、流体冷却的主动部件(1)和/或这种类型的设计为可旋转地支承的转子(40)的流体冷却的主动部件(1)，其中，电机(38)能够以至少几千伏的，优选几十千伏的范围内的电压运行。最后，本发明涉及一种驱动系统(41)，具有这种类型的电机(38)和用于流体的流体动力机器(42)，其中流体动力机器(42)设计为压缩机或特别用于工艺气体，或设计为泵，特别用于工艺流体。此外，为了提供流体冷却的主动部件，其功率强大、紧凑、并且尤其在流体和工艺流体的环境中特别稳定，所以提出，主动部件(1)具有用于引导流体、尤其是工艺流体的相应的冷却通道(7)，其中，相应的冷却通道(7)布置在相应的主绝缘体(5)和相应的子导体绝缘体(6)之间。

技术领域

本发明涉及一种用于电机的流体冷却的主动部件，其中主动部件设计成大致柱形或中空的柱形，包括

轴向延伸的槽，

至少一个电导体，其分别至少逐段地布置在相应的槽中并且由多个子导体组成，

相应的主绝缘体，其布置在相应的导体和相应的槽之间，并且

相应的子导体绝缘体，其围绕相应的子导体。

此外，本发明涉及一种电机

这种设计为定子的、流体冷却的主动部件和/或

这种流体冷却的主动部件设计成可旋转安装的转子，

其中电机可以在至少数kV，优选数十kV的范围内的电压下操作。

最后，本发明涉及一种驱动系统，其发送这样的电机和用于流体的流体动力机器，其中，流体动力机器，例如，设计为作为压缩机、特别是用于工艺气体的，或作为泵、特别是用于工艺流体的。

背景技术

这种主动部件和这种电机例如用于传输油和气。用于油气领域的机器的研发趋势是将驱动马达集成在工作机器的壳体中，其主要目的是能够省去旋转部件处的密封，即气密系统。这也产生了使发动机部件与工艺气体接触的可能性。在许多应用中，目标甚至是直接通过初级冷却回路中的工艺气体冷却发动机。

工艺气体可能含有化学侵蚀性介质，从而导致材料的加速老化。通常，工艺气体必须被理解为低程度净化的天然气，如其从钻井中提取的那样。此外，冷却回路中的气体压力大致对应于工艺气体的静压，并且受到强烈波动的影响，这取决于过程引导和特殊情况。可能会出现高达200bar的压力。第三个问题是气体中通常含水量高，导致导电率增加。在许多情况下，进入的冷却气体是水饱和的。其他流体也可以是冷却介质的一部分。

通常通过金属涂层或使用替代材料来保护被动部件免于老化。然而，在发动机的主动部件中，诸如磁导率或导电率之类的其他材料参数非常重要，因为使用耐用的金属材料或用这种材料涂覆会导致性能明显变差。

为了将电机的绕组绝缘，传统上安装具有附加部件的薄膜和织物层，然后用合成树脂浸渍。使用的许多材料不耐受上述气体或气液组合物。传统的绝缘系统可能已经被高静压破坏。

用于气密压缩机的电动机的变型被设计为间隙管马达。间隙管用于密封定子和转子之间的冷却空间。当转子被工艺气体冷却时，油流过定子。已经证明该实施例在技术上是复杂的，并且可能的主要尺寸由间隙管的强度极限决定。在异步电机的情况下，由于该机器类型的操作原理，可能必须加宽气隙，这又导致较低的功率因数并因此导致较大的功率转换器。