高速高压轴向柱塞液压电机泵多物理场耦合数值模拟及分析

发布时间：2022-07-29 22:20

　　高速高压轴向柱塞液压电机泵是将传统的液压泵与电机结合成为一个整体,省去了中间联轴器,将两部分通过结构上的设计直接形成一个整体的一种液压泵。运用此种结构能在一定程度上提高电机到液压泵的传递效率,并且具有结构紧凑、功率密度比大、振动与噪声小等优势。对于高速高压轴向柱塞液压电机泵来说,由于其工作在高速与高压的状态,故内部由于磁、液耦合而产生的热量将会对泵的运行带来巨大的影响。为了避免此种状况,在电机泵的外壳上加工有用于冷却的侧流道,通过在其内部流过的液压油来对电机泵进行降温。本文主要对电机泵内磁场、流场、温度场耦合的关键因素进行分析,主要包括,基本结构样式的确定;电机磁场部分模拟计算;磁、液场耦合分析;内部结构优化以及多物理场耦合综合表现形式的分析。本文中主要研究内容如下:（1）根据工况要求,挑选出符合要求的电机种类;对比不同种的材料与设计类型;确定电机泵内部的基本结构形式。（2）运用Ansys Workbench软件中电磁学模块对电机泵中电机部分进行设计计算,得出符合工艺参数的电机模型基本参数并进行三维建模;对电机的运行状态模拟计算,检验是否符合工况参数后确定基本的结构尺寸;模拟计算电机磁... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究本课题的意义及应用前景
    1.2 课题背景及国内外现状
    1.3 本课题的主要研究内容及来源
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 课题来源
第2章 高速高压轴向柱塞液压电机泵设计原则
    2.1 电机的选型
    2.2 永磁体材料的选择
    2.3 风冷与液冷的对比
    2.4 整体结构样式确定
    2.5 本章小结
第3章 高速高压轴向柱塞液压电机泵电磁场数值计算
    3.1 泵内电磁场综述
    3.2 电机泵内电机模型的建立
        3.2.1 电机设计的基本原则
        3.2.2 基本参数的计算
    3.3 高速高压轴向柱塞液压电机泵内部磁场分析
        3.3.1 基于RMxprt对电机部分的参数计算
        3.3.2 电机部分数值模拟计算
    3.4 高速高压电机泵内磁场部分损耗分析
        3.4.1 电机部分的数值模拟计算
        3.4.2 气(油)隙损耗
        3.4.3 机械损耗
        3.4.4 损耗计算与分析
    3.5 本章小结
第4章 高速高压轴向柱塞液压电机泵磁液耦合模拟分析
    4.1 电机泵内流场综述
        4.1.1 流场基本方程
        4.1.2 湍流模型
    4.2 电机泵流场模拟结果
        4.2.1 流场几何模型的建立
        4.2.2 流场网格的划分
        4.2.3 流场计算结果
    4.3 电机泵内流场各项参数对温度场分布的影响
        4.3.1 侧流道面积变化对温度场分布的影响
        4.3.2 侧流道个数对温度场分布的影响
        4.3.3 侧流道与泵内表面距离对温度场分布的影响
        4.3.4 侧流道进出口直径对温度场分布的影响
    4.4 电机泵侧流道各参数的正交试验分析
        4.4.1 侧流道参数的正交试验设计
        4.4.2 侧流道参数正交试验结果分析
    4.5 电机泵流体部分损耗计算
    4.6 本章小结
第5章 高速高压轴向柱塞液压电机泵多物理场耦合分析
    5.1 泵内多物理场耦合分析综述
        5.1.1 温度场基本方程
        5.1.2 应力场基本方程
        5.1.3 热弹塑性基本方程
    5.2 电机泵多物理场耦合分析
    5.3 电机泵结构模态分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高速异步电动机转轴的疲劳特性分析[J]. 孙雪,代颖,王小飞,赵剑飞.  电机与控制应用. 2018(03)
[2]高速航空柱塞泵研究现状[J]. 欧阳小平,王天照,方旭.  液压与气动. 2018(02)
[3]基于支持向量机的热轧主电机风冷变频策略[J]. 马天亮,徐添翼,高益,蔡萍.  上海交通大学学报. 2017(05)
[4]高速磁悬浮永磁电机多物理场分析及转子损耗优化[J]. 韩邦成,薛庆昊,刘旭.  光学精密工程. 2017(03)
[5]转子风刺对高速永磁电机永磁体温升的抑制作用[J]. 佟文明,程雪斌,孙静阳,陈萍,唐任远.  中国电机工程学报. 2017(05)
[6]高速永磁电机流体场与温度场的计算分析[J]. 佟文明,程雪斌,舒圣浪.  电工电能新技术. 2016(05)
[7]高速水冷永磁电机冷却系统分析[J]. 佟文明,程雪斌.  电机与控制应用. 2016(03)
[8]浅析Navier-Stokes方程组的无量纲化[J]. 王敞亮.  中国高新技术企业. 2016(03)
[9]液压电机泵电机转子转速的数值分析[J]. 冀宏,任威,孙东宁,王文璐.  甘肃科学学报. 2014(01)
[10]轴向柱塞式电液泵的油隙损耗与机械效率[J]. 李祝锋,邵云滨,付永领,范殿梁.  北京航空航天大学学报. 2014(06)

硕士论文
[1]C型铁芯转子永磁直驱风力发电机设计与退磁研究[D]. 余成龙.上海电机学院 2016
[2]高功率密度永磁同步电机设计与磁热耦合分析[D]. 李兴玉.大连理工大学 2016
[3]半导体异质结器件数值计算的研究[D]. 汪昊.电子科技大学 2015
[4]永磁同步电机系统机械参数辨识与抗扰控制[D]. 郭照升.天津大学 2014
[5]筒形永磁调速器工作特性分析[D]. 李雅楠.河北工业大学 2015
[6]推挽式双稳态电子过载继电器的研制[D]. 沈惠新.东南大学 2014
[7]低速纯电动汽车用永磁无刷直流电机设计研究[D]. 马明慧.湖南大学 2014
[8]高速永磁无刷直流电机磁热耦合分析与效率优化研究[D]. 陈小军.广东工业大学 2013
[9]电动汽车用永磁同步电机水冷系统设计及温升分析[D]. 和伟超.浙江大学 2013
[10]通轴式轴向柱塞液压电机泵内部流场仿真及运动动力学分析[D]. 迟冰.燕山大学 2012



本文编号：3667290