灯泡式贯流泵用同步电动机设计

摘要

本文研制的同步电动机用于南水北调东线一期泗洪站枢纽工程泵站机组，泗洪站枢纽工程集调水、排涝、防洪、航运等功能为一体。泵站的特点是扬程较低、效率高。灯泡式贯流机组的结构可以满足从进水到出水方向为轴向贯通，可使流速分布均匀。扬程越低，越能体现贯流泵的优势。
　　本文首先概述了贯流泵机组的原理、特点及其在低扬程下使用的优势，对国内外贯流泵机组发展的现状以及此次设计的工程项目背景进行了介绍。然后针对灯泡式贯流泵同步电动机的特点，确定了电动机的主要电磁设计参数，如定子铁芯参数、气隙、电负荷。
　　同步电动机的结构设计是本论文的重点，针对贯流泵用同步电动机工作环境和工作条件的特殊性，选用了符合工程要求的安装型式、防护等级。为了利用流道水流的散热功能，定子铁心采用了贴壁式结构。对转子的机械性能，轴的挠度及热膨胀进行了详细分析。对磁极冲片进行了危险截面计算，保证了转子的可靠性。为承受正、反向水推力，采用了能够承受轴向负荷的 SKF组合滚动轴承，并对轴承的寿命进行了估算。由于贯流泵机组安装在流道水坑内，本文对机组的安装吊运方案也进行了详细的方案设计。
　　结合贯流泵机组灯泡式壳体密封的特点，本次设计的同步电动机采用完全独立的冷却系统，由轴流风机、气/水热交换器、离心水泵、水箱和灯泡头锥体部位的气/水热交换器等组成。分别介绍了各部分的工作原理，对整个冷却系统的热平衡进行了计算。
　　最后对贯流泵用同步电动机进行了型式试验，并和设计数据进行了对比分析，证明电机性能完全能够符合工程要求。本论文的研究结果为设计其他场合用的贯流泵用同步电动机打下了坚实的基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 序言

1.1 贯流泵的应用

1.2 发展现状

1.3项目背景

1.4 本文的主要内容

第二章 灯泡贯流式电动机的电磁设计

2.1 灯泡贯流式同步电动机的特点

2.2电动机主要技术参数

2.3 电机主要设计控制参数的确定

第三章 同步电动机结构设计

3.1 电动机总体结构设计

3.2 电机内部结构及主要部件

3.3 与结构设计相关的部分要求

3.4 安装吊运方案

第四章 冷却系统

4.1冷却系统构成及工作原理

4.2 冷却系统技术性能参数

4.3 冷却系统技术要求

4.4 冷却系统热平衡计算

第五章 试验设计及数据分析

5.1 试验依据

5.2 电机试验项目

5.3 主要设计数据与试验数据对比

5.4 试验总结

第六章 总结与展望

6.1 技术关键及创新点

6.2 市场应用分析

6.3 进一步的工作

参考文献

附录1 电动机电磁设计程序源代码

附录2 电磁设计程序输入数据说明

致谢

攻读学位期间发表的论文