光伏產(chǎn)業(yè)用真空泵屏蔽式電動機設(shè)計研究

【摘要】：真空泵用屏蔽電動機具有完全密封、高可靠、低噪音等特點，是營造光伏太陽能產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備。由于定轉(zhuǎn)子間金屬屏蔽筒受到旋轉(zhuǎn)磁場的作用產(chǎn)生電磁感應(yīng)損耗，進而產(chǎn)生發(fā)熱引起屏蔽筒溫升、熱變形和熱應(yīng)力，直接導(dǎo)致屏蔽筒膨脹、起鼓、破裂和泄漏，影響太陽能光伏元器件的品質(zhì)和成品率；有時候會造成整條生產(chǎn)線成批部件報廢，經(jīng)濟損失很大。探索真空泵屏蔽電動機泄漏的根源和探尋改進方法和措施是亟待解決的實際工程難題，本文采用有限元分析方法，對真空泵屏蔽電動機損耗、溫升、熱變形和熱應(yīng)力進行分析。 首先，回顧了屏蔽電動機的發(fā)展歷史，總結(jié)了屏蔽電動機的結(jié)構(gòu)、原理和特點，分析屏蔽筒電磁感應(yīng)損耗的計算方法和存在問題。使用商業(yè)有限元分析軟件對屏蔽電動機屏蔽筒渦流分布仿真計算，得到屏蔽電動機屏蔽筒電磁感應(yīng)損耗、定轉(zhuǎn)子鐵耗和定子銅耗，分析對比電阻率不同材料制成屏蔽筒時屏蔽電動機各項損耗的變化。 其次，建立真空泵屏蔽電動機溫度場分析模型，結(jié)合ANSOFT仿真得到各部分損耗數(shù)值，利用ANSYS軟件計算，分析不同屏蔽筒材料屏蔽電動機溫度分布特點。提取屏蔽電動機溫度分布曲線，揭示了屏蔽電動機在穩(wěn)定運行時主要部件之間溫度的關(guān)系。 再次，將真空泵屏蔽電動機溫度場計算結(jié)果導(dǎo)入ANSYS應(yīng)力場計算中，得到了屏蔽電動機穩(wěn)定運行時定子屏蔽筒的熱變形和熱應(yīng)力，通過對不同材料定子屏蔽筒熱變形、熱應(yīng)力和端部應(yīng)力的對比分析，得出屏蔽筒材料選材合理化結(jié)論。 最后，在溫度場分析的基礎(chǔ)上，對改進的“禮帽”形屏蔽筒應(yīng)力場進行了分析，并與傳統(tǒng)屏蔽筒應(yīng)力場對比，驗證該新型屏蔽筒的可行性與有效性。 【關(guān)鍵詞】：屏蔽電動機 真空泵 電磁感應(yīng)損耗 溫度場 熱變形
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB752;TM302
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 真空泵的發(fā)展與應(yīng)用8-9
• 1.2 真空泵屏蔽電動機的發(fā)展趨勢與優(yōu)缺點9
• 1.3 渦流分析與溫升及熱應(yīng)力研究的目的和方法9-11
• 1.3.1 損耗分析的目的和方法9-10
• 1.3.2 溫升及熱應(yīng)力研究的目的和方法10-11
• 1.4 本課題的來源、意義、內(nèi)容和主要工作11-13
• 1.4.1 本課題的選題來源及其意義11-12
• 1.4.2 本課題的研究內(nèi)容12
• 1.4.3 本課題完成的工作12-13
• 第2章 真空泵屏蔽電動機的渦流場分析13-26
• 2.1 渦流場的理論基礎(chǔ)13
• 2.2 真空泵屏蔽電動機的渦流分析基礎(chǔ)13-19
• 2.2.1 真空泵屏蔽電機的結(jié)構(gòu)特征13-15
• 2.2.2 真空泵屏蔽電動機技術(shù)參數(shù)和主要尺寸15-16
• 2.2.3 屏蔽電機材料的給定16-17
• 2.2.4 屏蔽電機性能分析初設(shè)定17-19
• 2.3 真空泵屏蔽電動機性能分析19-25
• 2.3.1 屏蔽電動機起動特性分析19
• 2.3.2 屏蔽電動機二維渦流場分析19-23
• 2.3.3 屏蔽筒三維渦流場分析23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 真空泵屏蔽電動機的溫度場分析26-35
• 3.1 真空泵屏蔽電動機溫度場分析26-27
• 3.2 電機溫度場分析的傳熱學(xué)要點27-29
• 3.3 溫度場穩(wěn)態(tài)分析條件設(shè)定29-30
• 3.3.1 真空泵屏蔽電動機溫度場三維建模29
• 3.3.2 溫度場材料的給定29
• 3.3.3 溫度場熱負(fù)荷與散熱系數(shù)的給定29-30
• 3.4 真空泵屏蔽電動機溫度場結(jié)果分析30-33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第4章 屏蔽筒的熱應(yīng)力分析與改善35-45
• 4.1 熱彈性力學(xué)基本方程35
• 4.2 屏蔽筒熱應(yīng)力及其危害35-36
• 4.3 真空泵屏蔽電動機應(yīng)力場描述36-37
• 4.3.1 應(yīng)力計算模型的建立36-37
• 4.3.2 材料屬性的給定37
• 4.4 應(yīng)力計算結(jié)果分析37-41
• 4.5 新型屏蔽筒結(jié)構(gòu)分析41-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 結(jié)論45-47
• 參考文獻47-49
• 在學(xué)研究成果49-50
• 致謝50

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