中压防爆电机多物理场耦合分析计算

发布时间：2021-10-26 03:36

　　防爆电机是可以在易燃易爆危险环境使用的电机,运行时不对外部危险气体造成引燃的动力设备,广泛应用于煤矿、冶金、石油化工、城市煤气、交通等行业和场所。中压防爆电机向高功率密度发展,其性能指标对危险环境的可靠运行尤为重要。本文以一台YB3 450-2 1000k W 6k V中压空冷防爆电机为例,利用有限元法,对其电磁场、温度场、以及应力场进行了多物理场的耦合分析计算,对高功率密度防爆电机的使用寿命及运行可靠性具有重要的指导意义。建立中压空冷防爆电机二维几何模型和有限元计算模型,从电机的热源及散热出发,对中压空冷防爆电机电磁场进行分析计算,获取电机的磁场,磁密分布及热损耗等参数;将中压防爆电机数值分析的得到的损耗结果与传统经验解析结果对照分析,确保热源计算的准确性。依据传热学、流体力学基础理论,对电机各结构件散热表面的散热系数进行推到求解,得到中压空冷防爆电机各结构件散热系数,利用电机磁场分析计算得到的损耗,进而计算得到电机内部结构各部分的热生成率,对中压防爆电机的温度场进行磁-热单向耦合分析。对稳态运行的中压空冷防爆电机三维全域温度场分析求解,得到了电机各结构件的温度分布云图,并通过与10... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中压防爆电机二维模型示意图

2.2.3 二维瞬态场有限元模型基于以上假设，在物理求解区域内，依据麦克斯韦方程组，防爆电机的二维瞬态场的边值问题可以描述为式(2-5)11 1:: 0z z zsnA A AJx x y y tBμσμ μ Ω + = + Γ = (2-5)式(2-5)中，Ω为单元电机求解域，1Γ 为单元电机边界条件；σ 为电导率， μ为磁导率；Js为源电流密度；zA 为动态向量磁位 z 轴分量，单位为 Wb/m[36]。电机求解区域的的两侧施加周期性对称边界条件。同时，为提高计算准确度，在电机气隙以及定子齿部加密剖分单元，其有限元剖分结果如图 2-3所示。

-10-图 2-4 中压防爆电机磁场分布云图Fig. 2-4 The magnetic field distribution of medium pressure explosion-proof motor4 中压防爆电机的损耗分析电机在运行的过程中，各结构件产生相应损耗，以热量形式，通结构件对应的不同介质，逐步向外散发，最终传递到电机表面，以式与外界交换能量，并达到能量的平衡状态。电机的主要损耗包括转子铜耗、机械损耗以及杂散损耗五大损耗[37-40]，受到电机的结构式、热负荷等影响，中压防爆异步电机为三相异步电机，根据其结构确计算电机内各个结构件所产生的损耗，是准确计算其温升的保证4.1 定子铜耗和转子铝耗电机的基本铜耗分别由电机定子绕组工作电流产生的铜耗，鼠笼

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]主氦风机驱动电机三维稳态温度场分析与结构优化[D]. 徐骁.哈尔滨理工大学 2016
[2]复合笼条感应电动机三维热应力场与起动性能计算与分析[D]. 钱荣超.哈尔滨理工大学 2012
[3]1000MW水轮发电机电磁损耗与热性能分析[D]. 吕承远.哈尔滨理工大学 2012



本文编号：3458748