산업 현장에서 필수적인 설비인 공기 압축기는 스크루, 왕복동 및 터보 압축기가 사용되고 있다. 근래에 터보 압축기가 넓이 사용되고 있는데, 터보 압축기는 구조적으로 임펠러를 고속회전 시켜야한다. 범용전동기에 높은 기어비를 가진 기어박스를 이용하여 구현하였는데, 이는 관성 모멘트, 마찰손 및 압축기의 크기를 증가시켰다. 최근에 터보 압축기의 연구는 초고속 동기전동기를 장착하여 기어박스를 제거하여 크기와 마찰손을 최소화하는 방향으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 150마력 70,000rpm 직접 구동방식의 터보 압축기를 개발하기 위하여 초고속 동기전동기 센서리스 벡터 구동시스템을 개발하였고, 이를 적용하여 직접 구동방식 터보 압축기를 개발하였다.
High performance turbo compressor, Turbo Master, was successfully developed by applying combined technology and experience based on aero gas turbine engines. The Turbo Master, developed using our own technology, was designed for high performance and reliability And the Turbo Master will supply absolutely oil-free compressed air to your facilities. In special, a next-generation micro compressor was lately developed, using air foil bearing and high speed motor known as the latest high technology.
There are screw, reciprocating type turbo compressor by structure in an air compressor which is essential equipment on the industrial spot. Recently, the application range of a turbo compressor tend to be wide gradually. And this type of compressor needs high speed rotation of impeller in structure so high ratio gearbox and conventional induction motor driving required. This mechanical system have results of increased moment of inertia and mechanical friction loss. Recent studies of modern turbo compressor have been applied to developing super high speed BLDC motor and driver which remove gearbox that make its size small and mechanical friction loss minimum. To accomodate this tendency, we tried to develope a super high speed motor drive system for 150Hp, 70,000rpm direct drive Turbo compressor using DSP(Digital Signal Processor) and SVPWM(Space Vector Modulation PWM) technique. The results of this specific application show that super high speed driver and controller could be implemented well with digital electronics.
The present study has been conducted to design the high efficiency centrifugal compressor for a R134a turbo-chiller. The centrifugal compressor consists of an impeller with splitters, two vaneless diffusers, a low-solidity vaned diffuser and a volute. A cycle analysis program for a turbo-chiller was developed to obtain compressor design parameters and requirements. We have designed the high efficiency centrifugal compressor by applying the repeated design procedure including a meanline design, a 3D geometry generation and fluid dynamic loading calculations.
The effects of diffuser shapes on the flowfields of a small-size turbo-compressor have been investigated numerically and experimentally. The optimal design of elements shapes is important to develop the high efficiency turbo-compressor. Typical range of rotating speed for a small-size turbo-compressor is 40,000-70,000rpm. Numerical analyses were conducted to the rectangular and conical shapes of diffuser Three-dimensional, steady and viscous governing equations were solved by SIMPLE algorithm. To confirm the numerical results, the experimental measurements for the static pressure and temperature at the inlet and outlet boundaries were performed. Comparisons of these results were done, and the reasonable agreements were acquired.
The effects of diffuser shapes on the flowfields of a small-size turbo-compressor have been investigated by numerically and experimentally. It is important to optimal design of each elements for developing the small-size turbo-compressor Typical range of rotating speed of a small-size turbo-compressor is 40,000-70,000rpm. Numerical analyses are conducted to the rectangular and conical shapes of diffusers. Three-dimensional, steady, viscous governing equations are solved by SIMPLE algorithm. To prove the numerical results, experimental studies for the measurements of static pressure and temperature at the inlet and outlet boundaries are performed. Comparisons of these results are executed, and reasonable agreements are acquired.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제30권8호
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pp.885-893
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2006
A dynamic model of turbo air compressor having multi-helical gear pairs is developed by transfer matrix method. The model accounts for the shaft and bearing flexibilities, gyroscopic effects and the force couplings among the transverse, torsion, and axial motions due to gearing. The program which can be used to analyze and predict the vibrational characteristics by the mass unbalance of the rotors and gear transmission error of turbo compressor is developed with this system model We expect this developed program to contribute the reduction of the vibration/noise on turbo compressor in the field of both design and manufacturing and can be used as a basic sub-program for CAD/CAM of low-noised gear teeth also.
The flow fields in the volute casing of a small-size turbo-compressor at different flowrate (design point ${\pm}20%$) are studied by numerical analysis. The governing equations for three-dimensional steady viscous flow are solved using SIMPLE algorithm with commercial code of STAR-CD. Numerical results show that the three-dimensional flow pattern inside the volute casing of a small-size turbo-compressor is strongly influenced by secondary flows that are typically created by the curvature or the casing passages. The flow pattern in the casing also affects the performance of the turbo-compressor. In order to elucidate the loss mechanism through the volute, we prepared the secondary flow, velocity magnitude, and static pressure distribution at the four cross-sectional planes of the casing.
터보 압축기는 구조적으로 임펠러를 고속회전 시켜야한다. 범용전동기에 높은 기어비를 가진 기어박스를 이용하여 구현하였는데, 이는 관성 모멘트, 마찰손 및 압축기의 크기를 증가시켰다. 최근 터보 압축기의 연구는 초고속 동기전동기를 장착하고 있고 기어박스를 제거하여 크기와 마찰손을 최소화하는 방향으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 150마력 70,000rpm 직접 구동방식의 터보 압축기를 개발하기 위하여 초고속 동기전동기용 인버터제어기, 공압제어기 및 MMI 기능을 통합한 단일 DSP(Digital Signal Processor) 구조의 통합제어기를 구현하였다. 이는 하드웨어적인 부분만 아니라 소프트웨어적인 측면에서도 역시 통합 작업이 필요하였다. 이러한 통합으로 하드웨어적으로는 제어 시스템이 간략화 되었으며, 소프트웨어적으로도 동일한 개발환경에서 각 제어기가 구현되고 통합되었다. 이를 개발 및 제작하여 150마력 70,000rpm 직접 구동 방식의 터보 압축기에 적용하였다.
In this paper, a brief overview of problems related to the electromagnetic, mechanical design criteria is reported. Also, we described the results about the comparisons between BLDC motor and induction motor for Turbo Compressor considering motor cost, efficiency and reliability. As a result, we select an induction motor for 12.5RT Turbo compressor for the application of small building's all-conditioning system. Finally, a prototype induction motor was manufactured and tested under compressor set. The test results were successfully met the mechanical, thermal and electromagnetic point of view.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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