Ultrahochdrehende und ölfreie Turbo Kompressoren mit Gaslagerung ermöglichen herausragende Lösungen bezüglich Kompaktheit, Lebensdauer, geringem Gewicht und hohem Wirkungsgrad. Unsere Systeme sind im Vergleich zu Kompressoren mit Standarddrehzahlen bis zu 100-fach leichter, kleiner und dabei hocheffizient.

Celerotons Turbo Kompressoren-Produktreihe deckt einen grossen Bereich an Druckverhältnissen, Druckdifferenzen, Massenströmen und Volumenströmen ab. Die Turbo Kompressoren können mit verschiedensten Fluiden betrieben und für unterschiedliche Eintrittsbedingungen, z.B. Über- oder Unterdruck, eingesetzt werden. Aufgrund der berührungslosen Gaslagerung ist eine 100% öl- und schmiermittelfreie Kompression von Luft, Kältemittel, Inert- und Edelgasen, z.B. Argon oder Helium, möglich. Wir berechnen gerne die Kennlinien für Ihre spezifische Anwendung und bieten Ihnen eine Standard- oder kundenspezifische Lösung an.

Neuartiger Hochgeschwindigkeits-Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter für die Luftversorgung von Brennstoffzellen

Der Umrichter, der den Elektromotor des Turbo Kompressors antreibt, wird jedoch mit zunehmender Drehzahl nicht kleiner; daher benötigt es weitere technologische Fortschritte, um ein gesamtes Kompressor-System mit wenig Gewicht zu erzielen. Neue Topologien im Bereich der Leistungselektronik (Doppelbrücken VSI-Umrichter), modernste Leistungshalbleitertechnologie (Gallium-Nitrid) und multifunktionale Optimierungstechniken ermöglichen eine Verkleinerung des Umrichters bei gleichzeitiger Erhöhung seines Wirkungsgrades, sowie eine Verbesserung der Ausgangsstromqualität, wodurch die Verluste im Elektromotor gesenkt werden.

Neuartiger Hochgeschwindigkeits-Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter für die Luftversorgung von Brennstoffzellen

Der Umrichter, der den Elektromotor des Turbo Kompressors antreibt, wird jedoch mit zunehmender Drehzahl nicht kleiner; daher benötigt es weitere technologische Fortschritte, um ein gesamtes Kompressor-System mit wenig Gewicht zu erzielen. Neue Topologien im Bereich der Leistungselektronik (Doppelbrücken VSI-Umrichter), modernste Leistungshalbleitertechnologie (Gallium-Nitrid) und multifunktionale Optimierungstechniken ermöglichen eine Verkleinerung des Umrichters bei gleichzeitiger Erhöhung seines Wirkungsgrades, sowie eine Verbesserung der Ausgangsstromqualität, wodurch die Verluste im Elektromotor gesenkt werden.

Neuartiger Hochgeschwindigkeits-Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter für die Luftversorgung von Brennstoffzellen

Der Umrichter, der den Elektromotor des Turbo Kompressors antreibt, wird jedoch mit zunehmender Drehzahl nicht kleiner; daher benötigt es weitere technologische Fortschritte, um ein gesamtes Kompressor-System mit wenig Gewicht zu erzielen. Neue Topologien im Bereich der Leistungselektronik (Doppelbrücken VSI-Umrichter), modernste Leistungshalbleitertechnologie (Gallium-Nitrid) und multifunktionale Optimierungstechniken ermöglichen eine Verkleinerung des Umrichters bei gleichzeitiger Erhöhung seines Wirkungsgrades, sowie eine Verbesserung der Ausgangsstromqualität, wodurch die Verluste im Elektromotor gesenkt werden.

Neuartiger Hochgeschwindigkeits-Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter für die Luftversorgung von Brennstoffzellen

Der Umrichter, der den Elektromotor des Turbo Kompressors antreibt, wird jedoch mit zunehmender Drehzahl nicht kleiner; daher benötigt es weitere technologische Fortschritte, um ein gesamtes Kompressor-System mit wenig Gewicht zu erzielen. Neue Topologien im Bereich der Leistungselektronik (Doppelbrücken VSI-Umrichter), modernste Leistungshalbleitertechnologie (Gallium-Nitrid) und multifunktionale Optimierungstechniken ermöglichen eine Verkleinerung des Umrichters bei gleichzeitiger Erhöhung seines Wirkungsgrades, sowie eine Verbesserung der Ausgangsstromqualität, wodurch die Verluste im Elektromotor gesenkt werden.

Dies schafft die Voraussetzung für die elektrische, mechanische und thermische Integration des Umrichters in das Kompressor Gehäuse von sehr schnellen und kompakten Turbo Kompressoren, wodurch Größe und Gewicht des gesamten Kompressor-Systems um den Faktor zwei reduziert werden. Darüber hinaus reduziert ein Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter durch Einsparungen bei Gehäuse, Kabeln, Kühlmittel Verrohrung und Steckern und verringert EMI-Störungen dank Abschirmung der hochfrequenten Motorströme mit nur einem Gehäuse die Komplexität und die Kosten für den Betreiber. Neben der Hauptanwendung für die Luftversorgung von Brennstoffzellen, zum Beispiel in Drohnen und UAVs, können die Vorteile eines integrierten Umrichters auch in anderen Anwendungen der Luftaufbereitung genutzt werden, wie zum Beispiel bei der verbessertem Luft- und Abgasführung in Verbrennungsanlagen und Luftklingen.

• hohe Effizienz
• Betrieb im Vakum möglich
• verbessertes Regelverhalten
• hohe Auflösung
• Magnetlager verfügbar
• vereinfachter Systemaufbau

Zusammenfassend lassen sich folgende Herausforderungen bei der Auslegung eines hochdrehenden Turbo Kompressors mit Gaslager darstellen:

• Das Gaslager muss in einem weiten Bereich an Betriebsbedingungen robust funktionieren:
  • Ändernde Viskosität aufgrund wechselnder Gas-Zusammensetzung innerhalb des Kompressors, zum Beispiel in Kühlapplikationen mit Edelgasen, welche nicht komplett gedichtet sind und einen gewissen Anteil an Luft im Innern aufweisen.
  • Schwankende oder sich ändernde Druckniveaus, die hervorgerufen werden durch unterschiedliche Auslöser (zum Beispiel beim Betrieb in verschiedenen Höhen, etwa in Brennstoffzellen in mobilen Anwendungen, oder in Edelgas-Rezirkulations-Anwendungen bei Eingangsdrücken, die vom Betriebspunkt abhängig sind oder bei Druckniveaus, die von der Temperatur des Wärmetauschers in Wärmepumpen abhängen).
  • Betriebsfähigkeit in einem breiten Temperaturbereich, zum Beispiel zwischen -30°C beim Kaltstart und 200°C (329 °F) Gastemperatur im Lagerspalt, hervorgerufen durch Aufheizung durch interne Verluste.
  • Sicherer Betrieb auch bei Einwirkung von Vibrationen und Stössen, zum Beispiel bei 25 G Schock in automobilen Anwendungen.
• Die Gaslagerung, die Rotordynamik und die Thermomechanik hängen sehr eng zusammen und müssen in enger Abstimmung ausgelegt werden, um ein stabiles Gesamtsystem darzustellen.
• Der Gesamtwirkungsgrad des Systems, bestehend aus Motor und Gaslagerung und ihres thermodynamischen Verhaltens ist zu maximieren. Dies führt oftmals zu einer anderen Lösung als die individuelle Maximierung des Wirkungsgrades.
• Die notwendigen Fertigungstoleranzen müssen in der Auslegung berücksichtigt werden, damit das Serien-Produkt robust und stabil funktioniert.
• Das Gesamtsystem muss, nicht zuletzt, wirtschaftlich herstellbar sein.

Neuartiger Hochgeschwindigkeits-Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter für die Luftversorgung von Brennstoffzellen

Neuartiger Hochgeschwindigkeits-Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter für die Luftversorgung von Brennstoffzellen

Der Umrichter, der den Elektromotor des Turbo Kompressors antreibt, wird jedoch mit zunehmender Drehzahl nicht kleiner; daher benötigt es weitere technologische Fortschritte, um ein gesamtes Kompressor-System mit wenig Gewicht zu erzielen. Neue Topologien im Bereich der Leistungselektronik (Doppelbrücken VSI-Umrichter), modernste Leistungshalbleitertechnologie (Gallium-Nitrid) und multifunktionale Optimierungstechniken ermöglichen eine Verkleinerung des Umrichters bei gleichzeitiger Erhöhung seines Wirkungsgrades, sowie eine Verbesserung der Ausgangsstromqualität, wodurch die Verluste im Elektromotor gesenkt werden.

Dies schafft die Voraussetzung für die elektrische, mechanische und thermische Integration des Umrichters in das Kompressor Gehäuse von sehr schnellen und kompakten Turbo Kompressoren, wodurch Größe und Gewicht des gesamten Kompressor-Systems um den Faktor zwei reduziert werden. Darüber hinaus reduziert ein Turbo Kompressor mit integriertem Umrichter durch Einsparungen bei Gehäuse, Kabeln, Kühlmittel Verrohrung und Steckern und verringert EMI-Störungen dank Abschirmung der hochfrequenten Motorströme mit nur einem Gehäuse die Komplexität und die Kosten für den Betreiber. Neben der Hauptanwendung für die Luftversorgung von Brennstoffzellen, zum Beispiel in Drohnen und UAVs, können die Vorteile eines integrierten Umrichters auch in anderen Anwendungen der Luftaufbereitung genutzt werden, wie zum Beispiel bei der verbessertem Luft- und Abgasführung in Verbrennungsanlagen und Luftklingen.

Der Umrichter, der den Elektromotor des Turbo Kompressors antreibt, wird jedoch mit zunehmender Drehzahl nicht kleiner; daher benötigt es weitere technologische Fortschritte, um ein gesamtes Kompressor-System mit wenig Gewicht zu erzielen. Neue Topologien im Bereich der Leistungselektronik (Doppelbrücken VSI-Umrichter), modernste Leistungshalbleitertechnologie (Gallium-Nitrid) und multifunktionale Optimierungstechniken ermöglichen eine Verkleinerung des Umrichters bei gleichzeitiger Erhöhung seines Wirkungsgrades, sowie eine Verbesserung der Ausgangsstromqualität, wodurch die Verluste im Elektromotor gesenkt werden.

Celeroton-Publikationen zu diesem Thema:

Lesen Sie mehr über: