基于流固耦合方法的真空泵用屏蔽电机冷却系统分析

针对罗茨真空泵驱动电机在特殊环境下运行温升过高而导致电机烧毁的问题,通过流固耦合法综合选择合适的冷却系统,以保证电机的有效散热。以5 kW电机为研究对象,通过有限元法建立周向螺旋水路和轴向折返水路的电机仿真模型。基于流固耦合传热理论,分析电机内冷却介质的流动状态和电机温度分布,利用计算流体动力学(CFD)和温度场从流速、进出水口压差、电机鼠笼和绕组的温度分布等方面综合比较并选择更合适的冷却水路结构和尺寸配置。最后,对相应样机进行温升试验。试验数据与仿真数据吻合较好,从而验证了冷却系统设计的合理性以及仿真分析的准确性,为产品批量生产提供了科学依据。

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。