核主泵屏蔽电机温度场研究

核主泵屏蔽电机是核电站的重要组成部分,其安全稳定的运行对核岛一次回路系统来说非常重要。针对核主泵屏蔽电机内发热与冷却的复杂性以及核主泵屏蔽电机工作在高温高压条件下的特点,以一台5 500 kW核主泵屏蔽电机为例,根据流体力学及传热学理论,建立三维流体场与三维温度场耦合的求解域物理模型,采用有限体积法计算额定工况下电机的温度分布。通过计算揭示了核主泵屏蔽电机内温度的分布规律,并分析了其原因,可为核主泵屏蔽电机的冷却结构设计以及更大容量核主泵屏蔽电机温度场的准确计算提供理论依据。     

真空干泵用屏蔽电机温度场仿真分析与试验

针对真空干泵用屏蔽电机在额定运行过程中温升过高导致绝缘老化,影响机组运行安全的问题,对1台4.5 kW真空干泵用水冷式屏蔽电机的水冷结构进行了设计,并进行了温度场仿真分析和试验。利用机械软件建立了屏蔽电机三维模型,借助有限元分析软件建立屏蔽电机温度场计算的仿真模型,设置热源激励和边界条件,获得了电机内各部件的温度场分布规律,并分析了冷却水流量、水道宽度、水道数及冷却水温对电机温升的影响;搭建试验平台进行温升试验,获得了从冷态起动到温升稳定过程中各部位温度,绘制温度随时间变化特征曲线。温度场分析与试验结果表明该电机设计合理,为后续的真空泵用屏蔽电机温度场分析及冷却系统的选择提供了一定的参考依据。     

一种屏蔽电动机的三维温度场及影响因素研究

为了保证屏蔽电机能够长期稳定的安全运行,进行精细化、数值化热计算是非常必要的。为使换热器热计算与屏蔽电机温度场计算工况对应,首先针对外置换热器进行热平衡及传热计算,得到电机内、外部冷却进水的温度,作为屏蔽电机内三维温度场计算的边界条件,然后,建立电机三维物理模型,选取内部湍流流动及传热的数学控制方程及模型,按照实际给出边界条件,采用基于计算流体力学(CFD)原理的有限体积法进行求解,得到温度分布特征,分析了相关因素对温度场影响。结果表明,定子两端部铜绕组中的热量主要通过导热经铁心传至内外冷却水,增大铁心材料轴径向导热系数有利于降低峰值温度。所得结论为屏蔽电机冷却计算及设计提供参考。     

水摩耗对屏蔽电动机三维温度场影响分析

为研究水摩耗数值对屏蔽电机温度场影响,保证屏蔽电机能够长期稳定地安全运行,利用水摩耗理论解析计算值、空载实验分离值及运行中可能出现的比实验数据更高的假设偏离值作为热源项,采用计算流体动力学方法(CFD),反演出屏蔽电机内三维温度分布。计算结果表明,水摩耗数值不影响峰值温度位置,影响定子端部绕组峰值温度大小,并且是非线性影响。所得结论为屏蔽电机冷却计算及设计提供参考。     

超高速永磁同步发电机的多复合结构电磁场及温度场计算

以1台117kW、60000r/min的超高速永磁同步发电机为例,建立了二维瞬态电磁场数学模型,利用场路耦合时步有限元法分析了电机的磁场分布和气隙磁密,给出了输出电压、电流随转速变化的关系,并与试验结果进行了对比;根据流体力学原理和传热学理论,采用有限体积法计算了冷却介质三维流动时电机内及冷却介质的温度;研究了电机护套分别采用铜屏蔽层、碳纤维复合材料、热喷陶瓷涂层时转子的涡流损耗分布情况,给出了碳纤维复合材料导电性和铜屏蔽层厚度对转子涡流损耗的影响规律;最后通过对电机转子护套采用不同材料和结构时电机各部分温度的对比分析,得出了护套材料和结构对电机温度分布的变化关系,对超高速永磁电机设计具有一定的指导意义。     

化工泵用新型复合鼠笼结构屏蔽电机驱动性能及多物理场分析

化工泵用屏蔽电机是化工泵的主要动力源,具有运行可靠、无介质泄漏等优点,因而对其运行性能及多物理场分布情况进行分析十分重要。设计了一种用于化工泵用屏蔽电机的新型复合鼠笼结构,通过商业场路耦合时步有限元软件确定电机尺寸,并对其驱动性能进行了分析。基于流固耦合思路,对比分析了新型复合鼠笼结构以及常规纯铜鼠笼电机的三维温度场分布和应力场分布,通过试验和解析计算,验证了所设计的化工泵用屏蔽电机新型复合鼠笼结构及电机方案的合理性和可行性。在基本确保力能指标的前提下,其起动转矩倍数提高了2.6%,起动电流倍数减小了2.2%,绕组端部温度降低了3.18℃,电机质量和成本均有所降低。     

高速永磁屏蔽电机损耗分析与温升研究

损耗是影响电机效率和发热的重要因素,定子屏蔽护套作为高速永磁屏蔽电机损耗的主要来源,合理的设计是保证电机可靠安全运行的关键。本文基于有限元模型计算分析电机定子屏蔽护套的涡流损耗以及电机温升分布,并对屏蔽护套损耗敏感性因素进行研究;通过样机试验分离出定子屏蔽护套涡流损耗。试验与理论分析结果基本一致,验证本文所建立的高速永磁屏蔽电机有限元模型的正确性,对今后屏蔽电机的分析、设计具有理论指导意义。     

永磁电机屏蔽泵性能优化

文章研究了绕组参数和永磁体对屏蔽泵电机性能的影响。通过三维有限元法计算得到永磁屏蔽电机气隙磁密分布和屏蔽套涡流损耗分布,并计算得到不同转速下电机的各项性能。然后对屏蔽电机结构进行优化分析,使其效率达到最大值,为屏蔽泵能效指标的提高提供了依据和参考。     

屏蔽电机定子温度场的数值计算与分析

以一台15kW屏蔽电机为例,根据其结构特点建立了定子绕组散下线时新的温度场计算模型,给出了屏蔽夹层通水时的屏蔽套表面散热系数。在此基础上建立了电机槽部和端部模型,进而确定了温度场计算的二维和三维计算模型。通过把温度场数值计算的结果与实测数据相对比,验证了所建模型的合理性,为小型屏蔽电机的温度场计算提供帮助。通过对屏蔽电机二维和三维的温度场计算,研究了温度在轴向、周向分布规律,为该类电机的优化设计提供了参考。     

定子无铁心轴向磁场永磁电机永磁体涡流损耗研究

为解决定子无铁心轴向磁场永磁电机(无铁心AFPM)温度过高导致电机运行性能降低的问题,针对电机永磁体进行了深入研究。利用MAXWELL三维电磁场有限元分析软件建立电机有限元模型,仿真电机在三相正弦电流源驱动下永磁体电磁分布,计算平均涡流损耗。采用对永磁体分块及加屏蔽层的方式减小涡流损耗;在对永磁体分块时,做不同方向的分割,并进行仿真,分析对比并得出横向分割为3块效果最佳;在利用电磁屏蔽原理减小涡流损耗时,先对可靠性进行验证,后利用MATLAB曲线拟合得出屏蔽层厚度的最优值。     

屏蔽套材料对屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场的影响研究

针对单向耦合法分析屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场时计算精度低的问题,提出了一种磁热双向耦合法。首先,建立了磁热耦合计算模型。其次,采用双向耦合法分析了屏蔽套材料对电机性能的影响,并与单向耦合计算结果进行了比较。最后,建立了电机三维模型,利用有限元软件进行了电磁场和三维温度场分析。研究结果表明所提的磁热双向耦合计算方法可以有效提高电磁场和温度场的计算精度,此外屏蔽套采用不导电不导磁材料可有效提高屏蔽式永磁同步电机效率,降低电机温升。这不仅为屏蔽式永磁同步电机的设计提供了参考,同时对于保证电机高效和可靠运行具有重要意义。     

鼠笼型屏蔽电动机定子绕组温度的估算方法

介绍一种鼠笼型屏蔽电动机定子绕组温度的估算方法,运用此种估算方法估算出鼠笼型屏蔽电动机的定子绕组温度,进而为鼠笼型屏蔽电动机运行时设置温度保护参数提供帮助.     

高温高压超临界屏蔽电泵主密封设计计算

根据对高温高压超临界屏蔽电泵进行设计计算,在输送介质温度为330℃、压力为27MPa时,输送介质已经达到临界状态,对机组的密封要求很高,特别是泵体与电机法兰处主密封.依据压力和温度的要求,设计出主密封双锥环结构,并对预紧力及螺栓强度进行计算,验证了屏蔽电泵主密封结构的合理性.     

变频电源供电的高温高压立式屏蔽电泵结构

高温、高压立式屏蔽电泵是电机与泵合为一体的无泄漏泵.可安全地输送温度较高、压力较大的有毒、恶臭、易挥发、易燃、易爆、腐蚀性或放射性液体.     

循环泵屏蔽电机定子端部温升过高数值计算

为研究环流使屏蔽电机端部出现温升过高的异常现象,以一台5 000 k W的循环泵屏蔽电机为例,基于电磁场和温度场的基本理论,建立电机三维电磁场和温度场的数学模型,采用有限元方法,对电机端部磁密、温升大小及分布进行计算和分析,明确环流是产生电机端部磁密过高及温升异常的的直接原因。通过研究定子齿压板及锥形环有环流分布及切断环流分布两种方案下磁场及温度场的分布规律,改进了齿压板的连接结构,使局部最高温度由230℃降低至175℃,从而解决了温升过高的问题。本研究可以对大容量电机在生产实践中安全稳定地运行,减少和杜绝安全隐患提供参考价值。     

无水冷和水冷高温屏蔽泵的比较

通过对无水冷高温屏蔽电泵和水冷高温屏蔽泵的性能分析对比,阐述无水冷高温屏蔽电泵具备的效率和技术优势,并对两种电泵的能耗和使用中的维护进行了简单介绍。     

变频调速屏蔽电机仿真及其损耗计算

针对屏蔽电机的变频调速,在同步旋转坐标系上建立了屏蔽电机的数学模型,采用MATLAB软件中的Simulink工具对控制系统进行仿真,给出了仿真实验结果。当屏蔽电机采用变频器供电时,变频器输出的大量谐波必定会在屏蔽套内产生谐波涡流损耗。对此进行了谐波分析,计算出了屏蔽套的涡流损耗。     

变频调速屏蔽电机仿真及其损耗计算

针对屏蔽电机的变频调速，在同步旋转坐标系上建立了屏蔽电机的数学模型，采用MATLAB软件中的Simulink工具对控制系统进行仿真，给出了仿真实验结果。当屏蔽电机采用变频器供电时，变频器输出的大量谐波必定会在屏蔽套内产生谐波涡流损耗。对此进行了谐波分析，计算出了屏蔽套的涡流损耗。     

屏蔽电泵转子旋压套压入间隙的确定

定、转子屏蔽套与定、转子铁心压入后的配合间隙,是关系到屏蔽电泵定、转子制造质量的重要因素.定、转子旋压屏蔽套压入间隙的合理确定,它对于减少高温高压屏蔽电泵的振动噪声,减少定、转子椭圆度,有利于保证圆柱度和定、转子间机械间隙的有效性,提高高温高压屏蔽电泵的制造质量和使用寿命有重要影响.