本文選題：隔爆型變頻一體機　切入點：煤礦　出處：《山東大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：礦井下環(huán)境不僅潮濕,而且空氣中充滿瓦斯、粉塵等可燃易爆的混合氣體,普通結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品是無法應(yīng)用的；只有把通用的電子元器件放置在一個符合防爆標(biāo)準(zhǔn)的特殊箱體中,才能允許和確保設(shè)備正常運作。而隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,隨著國內(nèi)外節(jié)能技術(shù)的大力推廣以及市場需求力的逐漸增大,變頻技術(shù)在煤礦設(shè)備上也大量引進開發(fā),據(jù)統(tǒng)計其節(jié)能可達到30%以上在一定的工作環(huán)境下。目前在煤礦刮板機上傳統(tǒng)控制方式就是使用異步電動機加組合開關(guān)、再利用液力耦合器、減速機等機械設(shè)備進行平衡和保護；而目前比較常用的是變頻器+變頻電機進行控制,取消液力耦合器,但變頻器和變頻電機都是獨立的。而礦井下空間有限,安裝、運輸和調(diào)試苦難,這就需要設(shè)計的設(shè)備箱體在滿足產(chǎn)品性能的前提下體積盡量小,重量盡量輕,功能也盡量全。本文所設(shè)計研發(fā)的礦用隔爆變頻一體機是把變頻器和變頻電機整合在一起,上部是變頻器,底部是針對變頻器設(shè)計的變頻電機,去掉了中間傳輸?shù)碾娎|,實現(xiàn)了性能和尺寸上的合理匹配,同時提高了設(shè)備可靠性和使用壽命,是目前煤炭設(shè)備市場發(fā)展的趨勢,將對我國的煤炭設(shè)備發(fā)展具有劃時代的意義。本論文所研究的是3300V 1200kW變頻一體機的水冷結(jié)構(gòu)。首先對煤炭設(shè)備發(fā)展和煤炭市場進行了簡要分析,同時對隔爆型一體機的隔爆性能和結(jié)構(gòu)進行了介紹,對所使用的仿真軟件ANSYS及其流體理論體系做了說明；然后闡述了損耗熱量的散熱途徑,以及一體機的水冷結(jié)構(gòu)方式和熱量產(chǎn)生方式；其次利用傳統(tǒng)計算方法對一體機水冷結(jié)構(gòu)方面的流量和水道長度進行了傳統(tǒng)計算,并與實際設(shè)計做了簡要對比；最后建立了變頻一體機的水冷結(jié)構(gòu)散熱模型,簡化模型,運用仿真軟件ANSYS Workbench中流體動力學(xué)分析模塊對一體機的變頻部分、電抗箱部分和電機部分的流體場進行了仿真計算,利用流體場分析結(jié)果得出各水冷區(qū)域的散熱系數(shù),導(dǎo)入各部分溫度場仿真分析中,得出一體機各部分的溫度分布圖,最終理論仿真計算與實驗數(shù)據(jù)計算結(jié)果進行對比,得到的結(jié)果是此水冷結(jié)構(gòu)滿足一體機散熱要求,設(shè)計符合要求。
[Abstract]:The environment under the mine is not only damp, but also the air is filled with combustible and explosive gases, such as gas, dust and so on. The products of ordinary structure can not be used; only the general electronic components are placed in a special box that meets the explosion-proof standard.To allow and ensure the proper operation of the equipment.With the rapid development of the national economy, the vigorous promotion of energy-saving technology at home and abroad and the increasing market demand, frequency conversion technology has also been introduced and developed in a large number of coal mine equipment.According to statistics, energy saving can reach more than 30% in a certain working environment.At present, the traditional control method in coal mine scraper is to use asynchronous motor and combination switch, and then use hydraulic coupler, reducer and other mechanical equipment to balance and protect.Remove the hydraulic coupler, but the frequency converter and the frequency conversion motor are independent.Under the mine space is limited, installation, transportation and debugging suffering, which requires the design of the equipment box in the premise of satisfying the performance of the product as small as possible, weight as light as possible, the function as far as possible.The mine flameproof and frequency conversion integrator designed in this paper integrates the inverter and the frequency conversion motor together, the upper part is the frequency converter, the bottom is the frequency conversion motor designed for the frequency converter, and the intermediate transmission cable is removed.It is the development trend of the coal equipment market at present to realize the reasonable matching of the performance and size, and at the same time to improve the reliability and service life of the equipment, which will be of epoch-making significance to the development of the coal equipment in our country.In this paper, the water cooling structure of 3 300 V 1200kW inverter integrated machine is studied.Firstly, the development of coal equipment and coal market are briefly analyzed. At the same time, the flameproof performance and structure of flameproof integrated machine are introduced, and the simulation software ANSYS and its fluid theory system are described.Then the heat dissipation way, the water cooling structure and the heat generation mode of the integrated machine are expounded. Secondly, the flow rate and the length of the waterway in the water cooling structure of the integrated machine are calculated by the traditional calculation method.In the end, the heat dissipation model of water-cooled structure of the integrated inverter is established, the simplified model is simplified, and the frequency conversion part of the integrated machine is analyzed by using the fluid dynamics analysis module in the simulation software ANSYS Workbench.The fluid field of reactance box and motor is simulated and calculated. The heat dissipation coefficient of each water cooling area is obtained by using the results of fluid field analysis, and the temperature distribution diagram of each part of the integrated machine is obtained by introducing it into the simulation analysis of each part temperature field.Finally, the results of theoretical simulation and experimental data are compared. The results show that the water-cooled structure meets the requirements of heat dissipation and the design meets the requirements.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD684

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本文編號：1728922