屏蔽泵是一種機(jī)電一體化的無密封泵,利用輸送介質(zhì)作為循環(huán)液來冷卻電機(jī)并潤滑軸承,以其絕對無泄漏性廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域。但由于其特殊的結(jié)構(gòu)和工作原理,使屏蔽泵效率低、能耗高,因此對高效屏蔽泵的研究己成為當(dāng)前的熱點和方向之一。本文通過理論分析、數(shù)值模擬、試驗研究等方法對屏蔽泵的性能進(jìn)行了綜合研究,主要工作及取得的結(jié)果有： 1.理論研究：在全面分析國內(nèi)外屏蔽泵研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,提出高效屏蔽泵的設(shè)計思路。通過對屏蔽泵的各種能耗進(jìn)行綜合分析,提出降低屏蔽泵能量損失的具體方法,為高效屏蔽泵的設(shè)計研究提供理論基礎(chǔ)。 2.設(shè)計方法研究：本文通過對90W單相屏蔽泵的設(shè)計,系統(tǒng)闡述了高效屏蔽泵的設(shè)計方法。泵體的設(shè)計包括葉輪的水力設(shè)計、壓水室的水力設(shè)計、泵效率的計算、軸功率及轉(zhuǎn)矩的確定等；配套屏蔽電機(jī)的設(shè)計包括電機(jī)形式的選取、電機(jī)配機(jī)功率的確定、電機(jī)尺寸的確定、電機(jī)的繞組設(shè)計及零部件的設(shè)計等。 3.內(nèi)部磁場及電機(jī)性能研究：通過ANSYS有限元分析軟件對屏蔽電機(jī)二維非線性時諧場進(jìn)行電磁計算分析,得出不同屏蔽套參數(shù)對屏蔽電機(jī)產(chǎn)生的影響：隨著屏蔽套電阻率的增大,電機(jī)渦流損失逐漸降低... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 屏蔽泵的發(fā)展概況
    1.2 屏蔽泵的原理、結(jié)構(gòu)及特點
        1.2.1 屏蔽泵的原理
        1.2.2 屏蔽泵的結(jié)構(gòu)及特點
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題研究內(nèi)容及意義
2 屏蔽泵的能耗分析
    2.1 屏蔽泵泵部分能量損失分析
        2.1.1 機(jī)械損失
        2.1.2 水力損失
        2.1.3 容積損失
    2.2 屏蔽電機(jī)的能耗分析
        2.2.1 鐵損耗的計算分析
        2.2.2 銅損耗的計算分析
        2.2.3 機(jī)械損耗的計算分析
        2.2.4 雜散損耗的計算分析
        2.2.5 定子屏蔽套能耗的計算分析
        2.2.6 轉(zhuǎn)子屏蔽套能耗的計算分析
        2.2.7 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)表面液體摩擦損耗的計算分析
        2.2.8 冷卻循環(huán)回路的能耗分析
        2.2.9 屏蔽電機(jī)總損耗的計算
    2.3 屏蔽泵機(jī)組的總效率
    2.4 本章小結(jié)
3 屏蔽泵的設(shè)計
    3.1 泵的設(shè)計計算
        3.1.1 泵的進(jìn)出口直徑的確定
        3.1.2 葉輪主要尺寸的設(shè)計
        3.1.3 壓水室的水力設(shè)計
        3.1.4 效率計算
        3.1.5 確定軸功率及轉(zhuǎn)矩
    3.2 屏蔽電機(jī)的設(shè)計計算
        3.2.1 電機(jī)形式的選取
        3.2.2 電動機(jī)配機(jī)功率的確定
        3.2.3 電機(jī)尺寸的確定
        3.2.4 電機(jī)的繞組設(shè)計
        3.2.5 零部件的設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
4 屏蔽泵諧波磁場的有限元分析
    4.1 電磁場計算理論基礎(chǔ)
        4.1.1 微分形式
        4.1.2 積分形式
    4.2 ANSYS有限元簡介
    4.3 二維諧波磁場的計算分析
        4.3.1 物理環(huán)境的創(chuàng)建及模型的建立
        4.3.2 邊界條件和勵磁荷載的施加
        4.3.3 求解計算
        4.3.4 結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 屏蔽泵電磁性能瞬態(tài)有限元分析及電機(jī)性能計算
    5.1 Ansoft有限元簡介
    5.2 二維瞬態(tài)分析理論
        5.2.1 時變磁場方程組
        5.2.2 鉸鏈導(dǎo)體(Stranded Conductor)
        5.2.3 實體導(dǎo)體(Solid Conductor)
        5.2.4 帶有電流源的實體導(dǎo)體
        5.2.5 帶有電壓源的實體導(dǎo)體
        5.2.6 平移運(yùn)動
        5.2.7 轉(zhuǎn)動
        5.2.8 實部和虛部
    5.3 瞬態(tài)磁場分析計算
        5.3.1 有限元幾何模型的設(shè)置
        5.3.2 設(shè)定材料特性
        5.3.3 指定邊界條件和激勵源
        5.3.4 求解計算
        5.3.5 結(jié)果分析
    5.4 屏蔽電機(jī)性能計算
        5.4.1 分析方法
        5.4.2 設(shè)定初始參數(shù)
        5.4.3 計算結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 冷卻流道流場模擬及實驗研究
    6.1 FLUENT軟件介紹
    6.2 流場數(shù)值模擬分析理論
        6.2.1 控制方程
        6.2.2 湍流模型
    6.3 冷卻流道設(shè)計
        6.3.1 屏蔽電泵溫升的計算
        6.3.2 循環(huán)流量的確定
        6.3.3 孔徑的計算
        6.3.4 冷卻流道流場模擬
    6.4 屏蔽泵的實驗研究
        6.4.1 屏蔽泵的試驗裝置
        6.4.2 結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 研究結(jié)果總結(jié)
    7.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3679219