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无泄漏电泵损耗分析和轴向力平衡新方法研究

作　者: 刘国明
导　师: 安跃军
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 屏蔽电泵涡流损耗温度场热变形轴向力平衡
分类号: TH38
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

屏蔽电泵具有完全无泄漏、安全可靠、低维修和噪音低等特点，但因其特殊结构，产生了屏蔽套涡流损耗和轴向力问题。经验公式法计算涡流损耗，有很多假设条件，计算结果误差大，不利于提高屏蔽电机的效率和满足工程实际的要求。对于轴向力的平衡，传统的平衡孔、平衡筋和平衡鼓等方法有一定的局限性，不能实时和动态地平衡，可能造成轴承的异常摩损，导致屏蔽电机无法正常工作。首先，回顾了屏蔽电泵的发展与应用情况，对屏蔽电机的结构、工作原理和设计特点进行了总结，给出了屏蔽套涡流损耗和转子摩擦损耗的经验计算公式，针对一台2极8kw的屏蔽电机进行了电磁设计。其次，应用ANSOFT有限元软件分析计算屏蔽套的涡流损耗，分析屏蔽套材料的电阻率和屏蔽套厚度对涡流损耗的影响。选择电阻率相差较大的Sus316L不锈钢和Hastelloy-c合金作为屏蔽套材料，研制了四种情况下的样机，构建实验系统进行试验。根据实验结果，分离屏蔽套涡流损耗，并与仿真计算值和公式值对比分析，得出影响屏蔽套涡流损耗的因素，对经验公式提出修正。利用ANSOFT有限元软件对屏蔽电机进行温度场分析，得出额定负载和起动时定转子屏蔽套的最高温度值，计算出相应运行状态时屏蔽套的热变形量。最后，提出一种新型永磁无接触式轴向力平衡新结构，应用有限元软件分析计算平衡力特性，并进行实验验证；实验表明，利用ANSOFT有限元软件可以作为设计和计算新型永磁无接触轴向力平衡结构的有效方法。针对2极8kw屏蔽电机驱动的流量为O=30m/h和扬程为H=35m屏蔽电泵，分析了平衡轴向力的效果，从而确定合适的轴向力平衡装置结构形式和结构参数。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 屏蔽电泵的发展与应用  10-11
  1.2 屏蔽电泵的发展趋势与优缺点  11-12
  1.3 损耗分析与轴向力平衡研究的目的和方法  12-13
    1.3.1 损耗分析的目的和方法  12-13
    1.3.2 轴向力平衡研究的目的和方法  13
  1.4 本课题的来源、意义、内容和主要工作  13-16
    1.4.1 本课题的选题来源及其意义  13-14
    1.4.2 本课题的研究内容  14-15
    1.4.3 本课题完成的工作  15-16
第二章屏蔽电机的结构、原理和电磁设计  16-27
  2.1 屏蔽电机  16-17
  2.2 屏蔽电机的设计特点  17-19
  2.3 实例屏蔽电机电磁设计  19-26
    2.3.1 性能指标要求  19-20
    2.3.2 定主要尺寸  20-21
    2.3.3 电磁气隙  21-22
    2.3.4 槽型的确定  22-23
    2.3.5 绕组形式及槽满率  23
    2.3.6 屏蔽套材料的确定  23-25
    2.3.7 主要设计参数  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章屏蔽套涡流分析、实验与热变形  27-54
  3.1 屏蔽套涡流场的理论基础  27-28
  3.2 屏蔽电机二维有限元建模  28-33
  3.3 屏蔽电机屏蔽套涡流损耗分析与计算  33-37
  3.4 样机研制与实验  37-46
    3.4.1 样机研制  37-40
    3.4.2 样机实验  40-43
    3.4.3 屏蔽套损耗的确定  43-44
    3.4.4 实验值与计算值对比分析  44-46
  3.5 屏蔽电机温度场分析  46-52
  3.6 屏蔽套热变形计算  52-53
  3.7 本章小结  53-54
第四章轴向力分析与无接触式平衡结构  54-70
  4.1 轴向力产生的原因、危害与平衡方法  54-55
  4.2 屏蔽电机轴向力计算  55-59
  4.3 新型永磁无接触式轴向力平衡结构  59
  4.4 永磁无接触式平衡结构平衡力分析与实验  59-64
    4.4.1 永磁无接触式平衡结构平衡力分析  60-62
    4.4.2 永磁无接触式平衡结构实验  62-64
  4.5 永磁无接触式轴向力平衡结构方案与应用  64-69
  4.6 本章小结  69-70
第五章结论  70-72
参考文献  72-75
在学研究成果  75-76
致谢  76

无泄漏电泵损耗分析和轴向力平衡新方法研究

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