高效屏蔽泵的性能研究
发布时间：2022-09-17 12:25
屏蔽泵是一种机电一体化的无密封泵,利用输送介质作为循环液来冷却电机并润滑轴承,以其绝对无泄漏性广泛应用于国民经济各个领域。但由于其特殊的结构和工作原理,使屏蔽泵效率低、能耗高,因此对高效屏蔽泵的研究己成为当前的热点和方向之一。本文通过理论分析、数值模拟、试验研究等方法对屏蔽泵的性能进行了综合研究,主要工作及取得的结果有： 1.理论研究：在全面分析国内外屏蔽泵研究进展基础上,提出高效屏蔽泵的设计思路。通过对屏蔽泵的各种能耗进行综合分析,提出降低屏蔽泵能量损失的具体方法,为高效屏蔽泵的设计研究提供理论基础。 2.设计方法研究：本文通过对90W单相屏蔽泵的设计,系统阐述了高效屏蔽泵的设计方法。泵体的设计包括叶轮的水力设计、压水室的水力设计、泵效率的计算、轴功率及转矩的确定等；配套屏蔽电机的设计包括电机形式的选取、电机配机功率的确定、电机尺寸的确定、电机的绕组设计及零部件的设计等。 3.内部磁场及电机性能研究：通过ANSYS有限元分析软件对屏蔽电机二维非线性时谐场进行电磁计算分析,得出不同屏蔽套参数对屏蔽电机产生的影响：随着屏蔽套电阻率的增大,电机涡流损失逐渐降低...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 屏蔽泵的发展概况
1.2 屏蔽泵的原理、结构及特点
1.2.1 屏蔽泵的原理
1.2.2 屏蔽泵的结构及特点
1.3 国内外研究现状
1.4 本课题研究内容及意义
2 屏蔽泵的能耗分析
2.1 屏蔽泵泵部分能量损失分析
2.1.1 机械损失
2.1.2 水力损失
2.1.3 容积损失
2.2 屏蔽电机的能耗分析
2.2.1 铁损耗的计算分析
2.2.2 铜损耗的计算分析
2.2.3 机械损耗的计算分析
2.2.4 杂散损耗的计算分析
2.2.5 定子屏蔽套能耗的计算分析
2.2.6 转子屏蔽套能耗的计算分析
2.2.7 转子旋转表面液体摩擦损耗的计算分析
2.2.8 冷却循环回路的能耗分析
2.2.9 屏蔽电机总损耗的计算
2.3 屏蔽泵机组的总效率
2.4 本章小结
3 屏蔽泵的设计
3.1 泵的设计计算
3.1.1 泵的进出口直径的确定
3.1.2 叶轮主要尺寸的设计
3.1.3 压水室的水力设计
3.1.4 效率计算
3.1.5 确定轴功率及转矩
3.2 屏蔽电机的设计计算
3.2.1 电机形式的选取
3.2.2 电动机配机功率的确定
3.2.3 电机尺寸的确定
3.2.4 电机的绕组设计
3.2.5 零部件的设计
3.3 本章小结
4 屏蔽泵谐波磁场的有限元分析
4.1 电磁场计算理论基础
4.1.1 微分形式
4.1.2 积分形式
4.2 ANSYS有限元简介
4.3 二维谐波磁场的计算分析
4.3.1 物理环境的创建及模型的建立
4.3.2 边界条件和励磁荷载的施加
4.3.3 求解计算
4.3.4 结果分析
4.4 本章小结
5 屏蔽泵电磁性能瞬态有限元分析及电机性能计算
5.1 Ansoft有限元简介
5.2 二维瞬态分析理论
5.2.1 时变磁场方程组
5.2.2 铰链导体(Stranded Conductor)
5.2.3 实体导体(Solid Conductor)
5.2.4 带有电流源的实体导体
5.2.5 带有电压源的实体导体
5.2.6 平移运动
5.2.7 转动
5.2.8 实部和虚部
5.3 瞬态磁场分析计算
5.3.1 有限元几何模型的设置
5.3.2 设定材料特性
5.3.3 指定边界条件和激励源
5.3.4 求解计算
5.3.5 结果分析
5.4 屏蔽电机性能计算
5.4.1 分析方法
5.4.2 设定初始参数
5.4.3 计算结果分析
5.5 本章小结
6 冷却流道流场模拟及实验研究
6.1 FLUENT软件介绍
6.2 流场数值模拟分析理论
6.2.1 控制方程
6.2.2 湍流模型
6.3 冷却流道设计
6.3.1 屏蔽电泵温升的计算
6.3.2 循环流量的确定
6.3.3 孔径的计算
6.3.4 冷却流道流场模拟
6.4 屏蔽泵的实验研究
6.4.1 屏蔽泵的试验装置
6.4.2 结果分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 研究结果总结
7.2 研究工作展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：3679219
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 屏蔽泵的发展概况
1.2 屏蔽泵的原理、结构及特点
1.2.1 屏蔽泵的原理
1.2.2 屏蔽泵的结构及特点
1.3 国内外研究现状
1.4 本课题研究内容及意义
2 屏蔽泵的能耗分析
2.1 屏蔽泵泵部分能量损失分析
2.1.1 机械损失
2.1.2 水力损失
2.1.3 容积损失
2.2 屏蔽电机的能耗分析
2.2.1 铁损耗的计算分析
2.2.2 铜损耗的计算分析
2.2.3 机械损耗的计算分析
2.2.4 杂散损耗的计算分析
2.2.5 定子屏蔽套能耗的计算分析
2.2.6 转子屏蔽套能耗的计算分析
2.2.7 转子旋转表面液体摩擦损耗的计算分析
2.2.8 冷却循环回路的能耗分析
2.2.9 屏蔽电机总损耗的计算
2.3 屏蔽泵机组的总效率
2.4 本章小结
3 屏蔽泵的设计
3.1 泵的设计计算
3.1.1 泵的进出口直径的确定
3.1.2 叶轮主要尺寸的设计
3.1.3 压水室的水力设计
3.1.4 效率计算
3.1.5 确定轴功率及转矩
3.2 屏蔽电机的设计计算
3.2.1 电机形式的选取
3.2.2 电动机配机功率的确定
3.2.3 电机尺寸的确定
3.2.4 电机的绕组设计
3.2.5 零部件的设计
3.3 本章小结
4 屏蔽泵谐波磁场的有限元分析
4.1 电磁场计算理论基础
4.1.1 微分形式
4.1.2 积分形式
4.2 ANSYS有限元简介
4.3 二维谐波磁场的计算分析
4.3.1 物理环境的创建及模型的建立
4.3.2 边界条件和励磁荷载的施加
4.3.3 求解计算
4.3.4 结果分析
4.4 本章小结
5 屏蔽泵电磁性能瞬态有限元分析及电机性能计算
5.1 Ansoft有限元简介
5.2 二维瞬态分析理论
5.2.1 时变磁场方程组
5.2.2 铰链导体(Stranded Conductor)
5.2.3 实体导体(Solid Conductor)
5.2.4 带有电流源的实体导体
5.2.5 带有电压源的实体导体
5.2.6 平移运动
5.2.7 转动
5.2.8 实部和虚部
5.3 瞬态磁场分析计算
5.3.1 有限元几何模型的设置
5.3.2 设定材料特性
5.3.3 指定边界条件和激励源
5.3.4 求解计算
5.3.5 结果分析
5.4 屏蔽电机性能计算
5.4.1 分析方法
5.4.2 设定初始参数
5.4.3 计算结果分析
5.5 本章小结
6 冷却流道流场模拟及实验研究
6.1 FLUENT软件介绍
6.2 流场数值模拟分析理论
6.2.1 控制方程
6.2.2 湍流模型
6.3 冷却流道设计
6.3.1 屏蔽电泵温升的计算
6.3.2 循环流量的确定
6.3.3 孔径的计算
6.3.4 冷却流道流场模拟
6.4 屏蔽泵的实验研究
6.4.1 屏蔽泵的试验装置
6.4.2 结果分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 研究结果总结
7.2 研究工作展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：3679219
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3679219.html
