【摘 要】
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全贯流潜水电机泵简称全贯流泵,又称湿定子潜水贯流泵,是融合了潜水电机与贯流泵两种技术的一种现代新型电机一体化产品。其原理是用电机的转子代替水泵的叶轮外壳,将水泵叶片安装在电机转子内腔,泵叶轮与电机转子一起转动,使得电机与水泵融为一体。本文主要是对该泵的电机进行结构设计及材料选择,设计一台额定功率30kW、额定电压380V、额定转速1450r/min的全贯流泵电机。以提升电机效率性能为目标,利用Ma
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全贯流潜水电机泵简称全贯流泵,又称湿定子潜水贯流泵,是融合了潜水电机与贯流泵两种技术的一种现代新型电机一体化产品。其原理是用电机的转子代替水泵的叶轮外壳,将水泵叶片安装在电机转子内腔,泵叶轮与电机转子一起转动,使得电机与水泵融为一体。本文主要是对该泵的电机进行结构设计及材料选择,设计一台额定功率30kW、额定电压380V、额定转速1450r/min的全贯流泵电机。以提升电机效率性能为目标,利用Maxwell电磁场计算、CFD仿真模拟以及GA-BP神经网络算法从电机结构和泵叶片结构角度提出优化方案,提出基于损耗分离法的全贯流泵电机效率计算方法。根据对课题组一台相同标称技术参数的全贯流泵电机进行电机性能试验,验证本文优化设计后的电机工作特性及损耗分析符合本次试验实际电机特性,并且效果要优于电机实际试验结果。本文所做的研究主要有以下几个方面:1、将解析法与有限元法的计算相结合,设计并优化全贯流泵电机结构参数。运用Maxwell软件对全贯流泵电机进行仿真,研究其工作特性,进行损耗分析,解决了全贯流泵电机数据难以直接试验分析的问题。2、选取电机定子冲片槽形的六个相关设计参数作为优化变量,以全贯流泵电机的定子电流、效率、功率因数等三个电机性能参数作为优化目标,运用Maxwell仿真软件得到大量电机仿真数据,并利用GA-BP神经网络对电机模型进行拟合仿真计算,寻找提升电机效率及功率因数的最优解。3、全贯流泵电机叶片直接焊接在电机转子内壁,不可拆卸、试验繁琐。本文通过运用CFD仿真计算模拟,比较不同叶片数量叶轮转子产生的水摩损耗的大小,最终选择三叶片叶轮转子模型,为全贯流泵电机的实际生产提供应用价值。4、在电机特性试验及装置效率试验时,针对泵装置效率难以直接分析的问题,提出基于损耗分离法的全贯流泵效率计算方法。即通过测得电机特性参数及泵装置的相关参数,运用MATLAB软件将数据进行曲线拟合,求出水泵的输入机械功率,分析并计算出装置效率。最后与前几章运用Maxwell仿真设计及优化的数据、公式解析法计算得出的数据进行比较,验证了损耗分离法的准确性。
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