液压电机泵中浸油电机转子转速特性的研究

摘要

液压电机泵是将电动机与液压泵集成为一体的新一代液压动力单元，具有结构紧凑、噪声低、无外泄漏等优点。液压电机泵中的转子为电机转子与泵转子的复合体，且在浸油环境下运转，其转速特性直接影响电机泵的性能（流量、效率等），这是电机泵的一个共性基础性问题。揭示出影响电机泵转子转速的因素，为解决液压电机泵转速下降问题及高效浸油电机优化设计提供依据。
　　 本文针对研制的11kW液压电机泵其转子转速随输出压力升高而下降较快的问题，通过试验与理论计算，并运用Ansoft中RMxprt模块对浸油电机转子的转速特性进行分析。研究分析发现，浸油负载会导致液压电机泵浸油电机带载起动，它对转速下降有一定程度影响，但其造成的功率损失较大;转子鼠笼导体材料的电阻率及尺寸对转速影响较大，采用电阻率小的导体并增大导条直径、端环厚度可有效提高其转速及电机泵总效率。
　　 本文的主要内容:
　　 第1章，阐述了本课题研究的背景和意义;概述了液压电机泵国内外的研究及发展概况、电机转子转速的研究现状;概括了本文的主要研究内容。
　　 第2章，介绍了液压电机泵的结构，并简要阐述了其工作原理，运用流体的粘性理论分析了电机泵中电机的浸油负载;列出了液压电机泵中电机的设计参数，运用电机学知识，从电机的机械特性分析了电机泵转子的转速。
　　 第3章，针对液压电机泵的浸油负载进行较系统的分析。通过试验与理论计算相结合，运用Fluent中RNGk-ε模型分析了转子端环搅动油液引起的其他流体负载，运用牛顿内摩擦定律分析了间隙粘性负载。随进口油温升高，间隙粘性损耗呈线性下降，浸油损耗下降的趋势逐渐趋缓。
　　 第4章，介绍了电磁场仿真软件Ansoft中的RMxprt模块，并对电机泵浸油电机进行了机械特性分析。对电机泵进行试验，测量得到的转速与电机油泵组进行对比分析。从浸油损耗的方面对电机泵的转速特性进行仿真分析;从鼠笼电阻的方面对电机泵的转速特性进行仿真分析。综合分析结果，提出改进浸油电机的方案，改进后电机转速特性较好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 液压电机泵的研究概况

1．3 国内外关于电机转子转速的研究现状

1．4 论文主要内容

第2章 液压电机泵中电机转速的理论分析

2．1 液压电机泵结构

2．2 液压电机泵电机的转速分析

2．2．1 液压电机泵中电机

2．2．2 电机的转差率

2．2．3 电机的机械特性

2．3 本章小结

第3章 液压电机泵的浸油负载

3．1 液压电机泵中浸油负载

3．2 间隙粘性负载

3．2．1 计算模型

3．2．2 理论计算

3．2．3 计算结果

3．3 其它流体损耗

3．3．1 计算模型

3．3．2 计算条件

3．3．3 流场解析结果

3．4 浸油负载试验

3．4．1 试验台

3．4．2 试验方法

3．4．3 试验结果

3．5 本章小结

第4章 电机转速特性的试验与仿真分析

4．1 浸油电机机械特性分析

4．1．1 RMxprt电机分析模块简介

4．1．2 浸油电机的性能仿真

4．2 液压电机泵转子的转速试验

4．2．1 搭建试验台

4．2．2 试验结果

4．3 浸油负载对电机泵转速的影响

4．4 转子鼠笼电阻对电机泵转速的影响

4．5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文

附录B 申请专利情况

附录C 科研实践