屏蔽泵用永磁电动机电磁设计

普通屏蔽泵效率低、气隙要求严,为此提出把永磁屏蔽电动机、屏蔽套和离心泵设计为一体的永磁转子屏蔽泵.主要介绍了永磁体的选择、磁路设计、屏蔽套损耗分析,并以额定功率为5.5 kW的永磁屏蔽电动机为例,计算永磁电机的各参数及性能.经与试验结果对比达到设计要求,证明设计方法可行.     

屏蔽泵用电机不同类型转子电磁性能的影响分析

屏蔽泵及其电机因其自身优势,在核电、国防领域、重要石化领域得到了很大的应用,它具有高可靠性、高密封性、零泄漏性。但与此同时由于屏蔽套结构的存在以及运行介质的决定,其会额外产生屏蔽套损耗以及较大的机械耗(液体磨损损耗),因此,效率、功率因数都会低于普通电机,严重制约了其发展。因此,近年来如何提升屏蔽电机的电磁性能成为屏蔽领域工程专家们研究的重点,转子结构形式及冲片槽型设计影响着电机的电气性能,以转子设计为突破口,研究不同类型转子结构形式对屏蔽电机电磁性能的影响。     

笼型实心转子屏蔽感应电机电磁场及参数研究(一):等效电路及其参数分析

笼型实心转子屏蔽感应电机(CSRIM)因其运行可靠、机械性能好等优点,在核能装备及化工等屏蔽泵中具有良好的应用前景。然而,采用铁磁性转子屏蔽套的CSRIM,因大量漏磁经屏蔽套闭合,使得其转子电磁场分布更加复杂。该文将对现行的CSRIM等效电路及其参数分析方法进行综述。对复合转子形式感应电机等效电路的发展及各等效电路存在的不足进行研究,并重点对比分析等效磁路法、二维多层电磁场理论以及电磁场有限元法在CSRIM参数计算及性能分析中的优缺点。     

高温高压屏蔽式电泵螺栓计算优化分析

针对一种立式132kW两级屏蔽式电泵(简称高温高压屏蔽泵)转子轴头螺栓,利用Ansys Workbench进行强度分析计算,得到高温高压屏蔽泵轴头螺栓在冷、热态下Mises应力分布云图,并在原有螺栓结构的基础上进行了优化。对提高高温高压屏蔽电泵轴头螺栓寿命及整机运行安全性、可靠性,具有重要参考价值。     

低噪声屏蔽电机定子屏蔽套激振力和受迫振动分析

三相屏蔽电机是屏蔽电泵专属特种电机,该电机的性能优劣对系统振动噪声有很大影响。屏蔽电机气隙内的旋转磁场在定子屏蔽套中感应出涡流,除产生屏蔽套涡流损耗外,该涡流还将与气隙合成磁场相互作用形成径向和切向高频电磁激振力。考虑到定子屏蔽套是薄壁件,与定子齿冠间存在一定的安装间隙,所以在电磁激振力下定子屏蔽套将产生电磁振动和噪声。首先从解析的角度推导得到了径向和切向电磁激振力的数学表达式,进而采用有限元法计算定子屏蔽套典型位置点磁通密度时间谐波和圆周方向上磁通密度空间谐波分布规律及谐波含量,得到了不同屏蔽套材质时的涡流电流密度分布。计算了定子屏蔽套采用哈氏合金时的电磁激振力变化曲线,并与解析计算结果进行了横向对比,验证了解析计算的正确性。最后,计算分析定子屏蔽套的工作模态和在电磁激振力作用下的机械形变,为后续屏蔽电机的减振降噪提供理论依据。     

新型结构永磁屏蔽电机三维磁场分析和电感计算

采用三维有限元方法对一台用于屏蔽泵系统的新型结构永磁屏蔽电机进行了分析与计算。电机无转子铁心,结构简单且无转子铁耗。由于绕组端部漏感较大,必须采用三维数值方法计算。首先对电机进行了三维磁场分析,接着采用三维瞬态有限元方法计算了屏蔽套的涡流损耗,然后运用能量摄动法计算出额定负载时电机各绕组不同转子位置角的自感和互感值,再通过坐标变换获得电机的交直轴电感值。最后对实际样机的电感参数进行测量,测量结果与计算结果的一致性验证了计算结果的正确性。     

一种卧式屏蔽电机温度场分析

针对一种卧式7.5kW两级屏蔽式异步电动机(以下简称卧式屏蔽电机),进行温度场建模,利用ANSYSWorkbench进行计算,得到屏蔽电机温度分布云图、屏蔽电机主要零部件温度分布,对比了不同材质屏蔽套损耗及温度分布,对提高屏蔽电机的效率、安全性、可靠性,具有重要参考价值。现通过对其在设计、制造、使用中的状况的收集、整理、分析,发现仍有改进空间可挖。     

双屏蔽电机定子端部漏抗计算及其影响分析

针对双屏蔽电机端部结构件复杂,端部漏抗难以计算的问题。采用三维有限元数值解法对双屏蔽电机端部漏抗进行计算,利用端部漏抗计算结果采用二维场路耦合有限元法对双屏蔽电机性能进行计算,并将计算结果与实测值进行对比。在此基础上,分析了解析法在计算端部漏抗时产生误差的原因以及解析法的计算误差对电机性能计算的影响。计算结果表明:利用数值法计算端部漏抗得到的电机性能与实测值更接近,与数值法相比,由解析法计算误差引起的起动电流倍数和起动转矩倍数相对误差可分别达到11.75%和20.48%。计算结果为双屏蔽电机设计及计算提供了更准确的参考依据。     

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。     

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。