第一篇:細(xì)談下吸式井用潛水電泵的設(shè)計(jì)研發(fā)的相關(guān)論文
原有水泵揚(yáng)程短,并且設(shè)備故障率也較高。主要是因?yàn)殡姍C(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完善,造成在運(yùn)行過程中電機(jī)組無法處于穩(wěn)定狀態(tài)。而現(xiàn)有模式通過對(duì)水泵的優(yōu)化設(shè)計(jì),不但降低了水泵的故障率,而且還增大了水泵的揚(yáng)程。下吸式井用潛水電泵設(shè)計(jì)必要性
根據(jù)目前我國(guó)水資源分布情況進(jìn)行分析,我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)雨水充沛,使用地下水灌溉農(nóng)田的次數(shù)較少。而我國(guó)的華北、東北一帶,每年用于灌溉農(nóng)田的地下水占總灌溉用量的65%。潛水電泵在使用方面具有一定的限制條件,要求所抽取地下水的含沙量小于0.01%。主要是因?yàn)闈撍姳玫碾姍C(jī)安裝在底下部,若含沙量超標(biāo),便會(huì)帶入電機(jī)內(nèi)部,使電機(jī)產(chǎn)生大量的熱量,燒毀內(nèi)部的轉(zhuǎn)子。所以針對(duì)這種要求,便需要加大打井深度,保證深度在130 米以下,可是隨著深度的不斷加深,地下水便不斷減少。目前我國(guó)由于地下水資源的匱乏,采取了南水北調(diào)工程,使之補(bǔ)充地下水資源。隨著國(guó)內(nèi)創(chuàng)新技術(shù)的不斷改進(jìn),對(duì)潛水泵進(jìn)行了第二次創(chuàng)新,采用下吸式井用潛水電泵,這種電泵能夠適用的井下深度在80-130 米,避免了深層地下水的開采。該區(qū)域處于中層淺水層,含沙量較高,但下吸式潛水泵進(jìn)水口設(shè)置在底部,在運(yùn)行工作時(shí),地下水可從底部進(jìn)入,連同砂石一起帶入進(jìn)水口,避免出現(xiàn)了電機(jī)燒毀的現(xiàn)象。其次便是該水泵選用合金材質(zhì),密封性較高,在運(yùn)行期間可增大工作揚(yáng)程。下吸式井用潛水電泵設(shè)計(jì)方案
在下吸式井用潛水電泵設(shè)計(jì)優(yōu)化方案中對(duì)電機(jī)、潛水泵以及葉輪和導(dǎo)葉進(jìn)行了改進(jìn),包括選用較大功率的電機(jī)、QJ 系列的潛水泵以及對(duì)葉輪、葉片目標(biāo)函數(shù)的設(shè)定等,保證下吸式潛水電泵處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。
2.1 電機(jī)設(shè)計(jì)
原有電泵揚(yáng)程短、功率小,并且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不完善,導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障的概率大大增加。而現(xiàn)有下吸式潛水電泵對(duì)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),采用了變頻形式的電機(jī)類型,自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行功率。水泵在運(yùn)行過程中,揚(yáng)程不斷增大,該電機(jī)便會(huì)根據(jù)揚(yáng)程的大小,自動(dòng)調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)念l率,保證電機(jī)功率處于穩(wěn)定狀態(tài)。例如:潛水泵流量32m3/h,揚(yáng)程200 米,功率45kW,機(jī)組外徑184mm。在運(yùn)行過程中,若增大揚(yáng)程至300 米,潛水泵流量便會(huì)變?yōu)?5m3/h,運(yùn)行功率60kW。變頻電機(jī)便會(huì)調(diào)節(jié)內(nèi)部電磁感應(yīng)頻率,使電磁振蕩器的振動(dòng)頻率達(dá)到8700Hz。潛水電泵便會(huì)根據(jù)頻率增大運(yùn)行功率。電機(jī)密封性關(guān)系到內(nèi)部器件的磨損,原有電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子采用的減震墊片材質(zhì)為再生橡膠,電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行,便會(huì)磨損該減震墊片,造成后期電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的松動(dòng)。而下吸式潛水電泵所采用的橡膠材質(zhì)為硅膠,適用溫度100℃,耐磨性好,其次還具有耐酸堿的特性,在電機(jī)轉(zhuǎn)子及其他裝置中能夠起到很好的減震作用,水泵內(nèi)部吸走的流沙也不會(huì)磨損該器件。其次在水泵使用方式上也進(jìn)行了改進(jìn),上部使用QJ 系列的水泵,下部采用單級(jí)水泵。原有潛水電泵運(yùn)行過程中,內(nèi)部壓強(qiáng)為12 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓,與外部形成較大的壓差,而采用QJ 系列的水泵能夠增大揚(yáng)程,單級(jí)水泵抵抗外界壓力,減少水泵內(nèi)外壓差。單級(jí)水泵保證內(nèi)外之間的壓強(qiáng)差在5 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓值內(nèi),有利于改善水泵的運(yùn)行環(huán)境。
2.2 潛水泵設(shè)計(jì)
潛水泵上端部分設(shè)計(jì)了三種不同流量的水泵,排水量分別為12m3/h、25m3/h 以及38m3/h。下端部分采用單級(jí)水泵,選用10 米水泵揚(yáng)程。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠配備20 多種不同形式的揚(yáng)程,根據(jù)排水量的不同,調(diào)節(jié)不同水泵揚(yáng)程大小,保證在運(yùn)行環(huán)境中,噴射揚(yáng)程能達(dá)到最大值。假設(shè)上端水泵調(diào)節(jié)排水量在25m3/h,下端選用10 米揚(yáng)程水泵,則總體噴射的最大揚(yáng)程為150 米,其次機(jī)組外徑最大可調(diào)節(jié)至220mm,這種規(guī)格的機(jī)組外徑可適用于240mm 外徑的管井,保證整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
2.3 葉輪和導(dǎo)葉設(shè)計(jì)
葉輪流體半徑設(shè)計(jì)中,通過改變外側(cè)半徑Rc 以及流道中線的長(zhǎng)度增大離心葉輪的過水?dāng)嗝娴拿娣eF,但是隨著長(zhǎng)度L 的增加,該面積便會(huì)趨于一定峰值。所以在現(xiàn)有技術(shù)中通過改變?nèi)~輪前后的軸面曲線實(shí)現(xiàn)流道中線長(zhǎng)度參數(shù)的變化,以此控制過水?dāng)嗝娴拿娣e。作者對(duì)前后軸面制定了參數(shù)方程:M(f)=ni = 0 Σ n!(n-i)!i!(1-u)niuiPi,其中i 為軸面流線的曲率,曲率越小葉輪軸體運(yùn)行的壓強(qiáng)便越大。n 為離心葉輪控制曲線的階數(shù),f 為離心泵曲面向徑、u 為離心葉輪動(dòng)態(tài)參數(shù)。通過改變參數(shù)方程中的未知量,來改變?nèi)~輪半徑大小。導(dǎo)葉設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與上下端寬度有關(guān),設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中保證上下端寬度在32-46mm,使得水泵單級(jí)揚(yáng)程隨著排水量的增加而減少,降低水泵的故障率。應(yīng)用情況及技術(shù)性對(duì)比
對(duì)潛水電泵整個(gè)機(jī)組檢查,用兆歐表對(duì)機(jī)組所有電感元器件進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù)值與實(shí)際使用值進(jìn)行比對(duì)。然后對(duì)水泵正式啟用,選用不同排水量水泵的調(diào)測(cè)值,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行速率達(dá)到3600rad/min 時(shí),其揚(yáng)程已達(dá)到225 米。并且當(dāng)處于高速運(yùn)行狀態(tài)時(shí),電機(jī)機(jī)殼溫度始終處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其次便是在技術(shù)方面,軸垂面與葉片之間處于同一平行線,葉片包角范圍34-38°,上葉片與下葉片寬度差值±4cm,有利于葉輪導(dǎo)葉流體流速處于穩(wěn)定階段。通過對(duì)潛水電泵應(yīng)用情況及技術(shù)性比對(duì),比原有水泵使用年限增加了兩年,并且故障率也大大降低。結(jié)束語
通過對(duì)下吸式井用潛水泵的設(shè)計(jì)研發(fā),作者對(duì)于該結(jié)構(gòu)有了更為深刻的認(rèn)知。這種結(jié)構(gòu),不但降低了設(shè)備的故障率,而且還提升了機(jī)組整體的運(yùn)行效率。這種下吸式潛水泵將會(huì)用于諸多領(lǐng)域,以此提高市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。
第二篇:QJ型井用潛水電泵(深井泵)價(jià)格-上海陽光泵業(yè)
QJ型井用潛水電泵(深井泵)-上海陽光泵業(yè)
上海陽光泵業(yè)作為國(guó)內(nèi)一家著名的集研制、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的大型多元化企業(yè),上海陽光泵業(yè)制造有限公司一直堅(jiān)持“以質(zhì)量求生存、以品質(zhì)求發(fā)展”的宗旨為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)!同時(shí),上海陽光泵業(yè)一直專注于自身實(shí)力的提升以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān),為此,目前不但擁有國(guó)內(nèi)最高水準(zhǔn)的水泵性能測(cè)試中心、完善的一體化服務(wù)體系、經(jīng)驗(yàn)豐富的水泵專家,同時(shí)經(jīng)過多年的發(fā)展,產(chǎn)品以優(yōu)越的性能、精良的品質(zhì)、良好的服務(wù)口碑獲得各項(xiàng)專業(yè)認(rèn)證證書和客戶認(rèn)可。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的不懈努力,上海陽光泵業(yè)在國(guó)內(nèi)水泵行業(yè)已經(jīng)取得了很大成就。這樣一家誠信為本、責(zé)任重于天的水泵行業(yè)佼佼者,對(duì)于水泵的維修、保養(yǎng)等各大方面都有自己獨(dú)特的方法,下面就一起來看看吧!
一、QJ型井用潛水電泵(深井泵)產(chǎn)品概述:
QJ型井用潛水電泵是電機(jī)與水泵直聯(lián)一體潛入水中工作的提水機(jī)具,它適用于從深井提取地下水、也可用于河流、水庫、水渠等提水工程:主要用于農(nóng)田灌溉及高原山區(qū)的人畜用水,亦可供城市、工廠、鐵路、礦山、工地供排水使用。
二、QJ型井用潛水電泵(深井泵)產(chǎn)品特點(diǎn):
1、電機(jī)、水泵一體,潛入水中運(yùn)行,安全可靠。
2、對(duì)井管、揚(yáng)水管無特殊要求(即:鋼管井、灰管井、土井等均可使用;在壓力許可下、鋼管、膠管、塑料管等均可作揚(yáng)水管使用)。
3、安裝、使用、維護(hù)方便簡(jiǎn)單,占地面積小、不需建造泵房。
4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省原材料。
潛水電泵使用的條件是否合適,管理得當(dāng)與使用壽命有直接的關(guān)系。
三、QJ型井用潛水電泵(深井泵)型號(hào)意義:
四、QJ型井用潛水電泵(深井泵)使用條件:
QJ型井用潛水泵可在下列條件下連續(xù)運(yùn)行使用:
1.額定頻率為50HZ,額定電壓為380±5%V的三相交流電源。
2.水泵進(jìn)水口必須在動(dòng)水位1米位以下,但潛水深度不得超過靜水位以下70米,電機(jī)下端距井底水深最少在1米以上。
3.水溫一般不得高于20℃.4.水質(zhì)要求:(1)水中含砂量不大于0.01%(重量比);
(2)PH值在6.5~8.5范圍;
(3)氯離子含量不大于400毫克/升。5.要求井正值,井壁光滑,不得有井管錯(cuò)開。
五、QJ型井用潛水電泵(深井泵)結(jié)構(gòu)說明:
1、QJ型井用潛水泵機(jī)組由:水泵、潛水電機(jī)(包括電纜)、輸水管和控制開關(guān)四大部分組成。
潛水泵為單吸多級(jí)立式離心泵:潛水電機(jī)為密閉充水濕式、立式三相籠異步電動(dòng)機(jī),電機(jī)與水泵通過爪式或單健筒式聯(lián)軸器直接;配備有不同規(guī)格的三芯電纜;起動(dòng)設(shè)備為不同容量等級(jí)的空氣開關(guān)和自偶減壓起動(dòng)器、輸水管為不同直徑的鋼管制成、采用法蘭聯(lián)接,高揚(yáng)程式電泵采用閘閥控制。
2、潛水泵每級(jí)導(dǎo)流殼中裝有一個(gè)橡膠軸承;葉輪用錐形套固定在泵軸上;導(dǎo)流殼采用螺紋或螺栓聯(lián)成一體。
3、高揚(yáng)程潛水泵上部裝有止回閥,避免停機(jī)水垂造成機(jī)組破壞。
4、潛水電機(jī)軸上部裝有迷宮式防砂器和兩個(gè)反向裝配的骨架油封,防止流砂進(jìn)入電機(jī)。
5、潛水電機(jī)采用水潤(rùn)滑軸承,下部裝有橡膠調(diào)壓膜、調(diào)壓彈簧,組成調(diào)壓室,調(diào)節(jié)由于溫度引起的壓力變化;電機(jī)繞組采用聚乙稀絕緣,尼龍護(hù)套耐用消費(fèi)品水電 磁線,電纜聯(lián)接方式按QJ型電纜接頭工藝,把接頭絕緣脫去刮凈漆層,分別接好,焊接牢固,用生橡膠繞一層。再用防水粘膠帶纏2~3層,外面包上2~3層防 水膠布或用水膠粘結(jié)包一層橡膠帶(自行車?yán)飵В┮苑罎B水。
6、電機(jī)密閉,采用精密止口螺栓,電纜出口加膠墊進(jìn)行密封。
7、電機(jī)上端有一個(gè)注水孔,有一個(gè)放氣孔,下部有一個(gè)放水孔。
8、電機(jī)下部裝有上下止推軸承,止推軸承上有溝槽用于冷卻,和它對(duì)磨的是不銹鋼推力盤,隨水泵的上下軸向力。
六、QJ型井用潛水電泵(深井泵)工作原理:
開泵前,吸入管和泵內(nèi)必須充滿液體。開泵后,葉輪高速旋轉(zhuǎn),其中的液體隨著葉片一起旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下,飛離葉輪向外射出,射出的液體在泵殼擴(kuò)散室內(nèi)速度逐漸變慢,壓力逐漸增加,然后從泵出口,排出管流出。此時(shí),在葉片中心處由于液體被甩向周圍而形成既沒有空氣又沒有液體的真空低壓區(qū),液池中的液體在池面大氣壓的作用下,經(jīng)吸入管流入泵內(nèi),液體就是這樣連續(xù)不斷地從液池中被抽吸上來又連續(xù)不斷地從排出管流出。
七、QJ型井用潛水電泵(深井泵)深井泵的用途與特點(diǎn):
QJ型井用潛水電泵是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的節(jié)能產(chǎn)品,廣泛用于農(nóng)田灌溉、工礦企業(yè)的供排水和高原、山區(qū)的人、畜用水。
該型泵由QJ潛水泵和YQS型潛水電機(jī)組成一體潛入水下進(jìn)行工作。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝、維修方便,運(yùn)行安全、可靠、高效節(jié)能等特點(diǎn)。
QJR型系列井用耐熱潛水泵是與井用耐熱潛水三相異步電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)成一體,組裝成的耐熱潛水電泵,耐熱水溫可達(dá)100°C,是潛入井中,提取地?zé)崴挠行C(jī)具;地?zé)崾且环N最廉價(jià),最清潔,用之不竭的最新能源,現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于采暖,醫(yī)療,洗浴,養(yǎng)殖,種植,工農(nóng)業(yè),廠礦企業(yè),娛樂服務(wù),保健設(shè)施等許多方面。它具有泵機(jī)合一,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,無噪音,性能優(yōu)良,機(jī)組效率高,安裝維修方便;并具有耐熱,防腐,抗老化等諸多優(yōu)點(diǎn),是堤取地?zé)崴淖钚庐a(chǎn)品。種類
1、立式豎直使用,比如在一般的水井中;
2、斜式使用,比如在礦井有斜度的巷道中;
3、臥式使用,比如在水池中使用
八、QJ型井用潛水電泵(深井泵)注意事項(xiàng):
1.井用潛水泵應(yīng)使用在含砂量低于0.01%的清水源,泵房?jī)?nèi)設(shè)預(yù)潤(rùn)水箱,容量應(yīng)滿足一次啟動(dòng)所預(yù)潤(rùn)水量。2.新裝或經(jīng)過大修的深井泵,應(yīng)調(diào)整泵殼與葉輪的間隙,葉輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中不得與殼體摩擦。3.深井泵在運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)將清水通入軸與軸承的殼體內(nèi)進(jìn)行預(yù)潤(rùn)。4.深井泵啟動(dòng)前,檢查項(xiàng)目應(yīng)符合下列要求: 1)底座基礎(chǔ)螺栓已緊固;
2)軸向間隙符合要求,調(diào)節(jié)螺栓的保險(xiǎn)螺母已裝好; 3)填料壓蓋已旋緊并經(jīng)過潤(rùn)滑; 4)電動(dòng)機(jī)軸承已潤(rùn)滑;
5)用手旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和止退機(jī)構(gòu)均靈活有效。
5.深井泵不得在無水情況下空轉(zhuǎn)。水泵的一、二級(jí)葉輪應(yīng)浸入水位1m以下。運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)經(jīng)常觀察井中水位的變化情況。
6.運(yùn)轉(zhuǎn)中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)周圍有較大振動(dòng)時(shí),應(yīng)檢查水泵的軸承或電動(dòng)機(jī)填料處磨損情況;當(dāng)磨損過多而漏水時(shí),應(yīng)更換新件。
7.已吸、排過含有泥砂的深井泵,在停泵前,應(yīng)用清水沖洗干凈。
8.停泵前,應(yīng)先關(guān)閉出水閥,切斷電源,鎖好開關(guān)箱。冬季停用時(shí),應(yīng)放凈泵中積水。
第三篇:開題報(bào)告-井用潛水異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)
開題報(bào)告
電氣工程及自動(dòng)化
井用潛水異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)
一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài),說明選題的依據(jù)和意義
1.我國(guó)電機(jī)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
隨著社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,我國(guó)的工農(nóng)業(yè)需水量不斷增大,而在農(nóng)村、工廠、礦山、鐵路、自來水公司、地?zé)衢_發(fā)、油田和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的井用潛水泵則成為了搶手貨。因而在近十幾年全國(guó)諸多農(nóng)機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)面臨產(chǎn)品老化、減產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益不斷下降的形勢(shì)下,井用潛水電泵卻恰恰相反,其生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不斷增加,產(chǎn)量以每年平均20%的速度增長(zhǎng),企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。作為井用潛水泵的配套動(dòng)力設(shè)備,井用潛水異步電動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)劣則直接影響到泵的使用質(zhì)量。自從80年代我國(guó)引進(jìn)RITZ公司潛水電機(jī)制造技術(shù)起,并隨后制訂了國(guó)GB/T—2816
-91(即《井用潛水泵型式和基本參數(shù)》),我國(guó)國(guó)內(nèi)潛水電機(jī)行業(yè)才開始進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。在JQS、YQS等系列新型的潛水電機(jī)相繼研發(fā)并大量投放市場(chǎng)之后,我國(guó)國(guó)內(nèi)潛水電機(jī)產(chǎn)量不僅滿足了國(guó)內(nèi)的需求,而且大量出口,相繼打入了中東、非洲市場(chǎng),并向美國(guó)、歐洲發(fā)展。
目前我國(guó)電機(jī)設(shè)計(jì)方法主要有兩種:一是完全憑借人的計(jì)算能力,對(duì)電機(jī)的電磁參數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算,然后進(jìn)行優(yōu)化選擇等,其最大的缺點(diǎn)就是要對(duì)電磁設(shè)計(jì)的百余個(gè)公式逐一進(jìn)行計(jì)算,還要完成四個(gè)迭代計(jì)算,其涉及因素及計(jì)算量很大很復(fù)雜,工作量非常大,不符合現(xiàn)代發(fā)展趨勢(shì);第二則是借助計(jì)算機(jī)等輔助設(shè)備,特別是電機(jī)設(shè)計(jì)CAD技術(shù)的發(fā)展,被廣大電機(jī)設(shè)計(jì)人員用來從事電機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)計(jì)算、分析及繪圖,實(shí)現(xiàn)電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化,加速了設(shè)計(jì)過程,縮短了設(shè)計(jì)周期、提高了電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量,也適應(yīng)了電機(jī)產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代迅速的要求。因此,現(xiàn)今基本上電機(jī)設(shè)計(jì)企業(yè)都已經(jīng)選擇了CAD軟件開發(fā)設(shè)計(jì)電機(jī)。
2.電機(jī)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)
借助于計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)的迅猛發(fā)展,給電機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)注入巨大的更新血液。目前我國(guó)潛水電機(jī)在設(shè)計(jì)制造方面有了很大的進(jìn)步,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
(1)潛水電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)以及制造工藝日趨完善;
(2)在取材方面用冷軋硅鋼片取代了熱軋硅鋼片,開發(fā)出了具有高導(dǎo)磁、低損耗的DGX系列電工鋼片;
(3)開發(fā)出了125°C高溫耐水線,給高溫潛水電機(jī)的設(shè)計(jì)和單機(jī)功率的提高提供了條件;
(4)在設(shè)計(jì)、制造高承載力推力軸承方面有了較大發(fā)展;
(5)計(jì)算機(jī)電機(jī)CAD等軟件的廣泛應(yīng)用,縮短了研究周期、減小成本等等。
在中國(guó)國(guó)內(nèi)井用潛水電機(jī)行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí),國(guó)外的電機(jī)設(shè)計(jì)革新也在悄然進(jìn)行。目前國(guó)外潛水電機(jī)的生產(chǎn)廠家主要有德國(guó)的Ritz、KSB,美國(guó)的Flygt、Itt-Loware、富蘭克林,日本的日立以及丹麥的格蘭富等。
同樣面對(duì)電機(jī)革新?lián)Q代方面的問題,國(guó)外企業(yè)對(duì)量大面廣的潛水電機(jī)進(jìn)行了不斷的改進(jìn),取得了明顯的進(jìn)展,主要表現(xiàn)在:
(1)提高電機(jī)轉(zhuǎn)速,以提高泵的流量和揚(yáng)程,從而減少電泵機(jī)組的總長(zhǎng)度,降低成本。
(2)提高單機(jī)工作功率,適應(yīng)工作場(chǎng)地及溫度的需要,同電機(jī)機(jī)座號(hào)的單機(jī)工作最大功率提高了2.5~3倍。
(3)提高電機(jī)止推軸承的承載能力,提高該電機(jī)工作時(shí)的可靠性,滿足其提高泵效及高揚(yáng)程的需要。
(4)提高力能指標(biāo),實(shí)行高效節(jié)能。
(5)實(shí)行計(jì)算機(jī)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì),降低電機(jī)的重量以及成本。
近幾年來,由于社會(huì)發(fā)展等需要,地球資源損耗日益加大,水源缺乏、糧食短缺、環(huán)境污染,已經(jīng)深深影響到我們?nèi)祟惖纳媾c發(fā)展。能源危機(jī),這是個(gè)亟需解決的問題。由此,開發(fā)并使用高效率電機(jī)已逐漸成為全球的共識(shí)。因此,高效能、低噪聲低振動(dòng)、便于調(diào)速等已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外電動(dòng)機(jī)研究設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向。
3.課題說明及選題的意義
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超導(dǎo)體制冷等新技術(shù)新材料的不斷涌現(xiàn),電機(jī)CAD設(shè)計(jì)軟件的普及,也進(jìn)一步促進(jìn)了電機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)的不斷革新。但由于近幾年我國(guó)地下水位普遍下降、水溫過熱、砂量過多等新的一系列問題的出現(xiàn),使得廣泛使用的井用潛水電機(jī)行業(yè)不得不面臨新的挑戰(zhàn),如何設(shè)計(jì)出更高效能、更低噪聲低振動(dòng)、更安全智能的井用潛水異步電動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為必然。因此,我們首先需要從電機(jī)設(shè)計(jì)的常規(guī)方式入手,在掌握其常規(guī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,不斷改善,使得我國(guó)電機(jī)設(shè)計(jì)逐步走上國(guó)際化道路甚至成為世界的掌舵者。這也完全符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的需要。
綜合上述原因我認(rèn)為了解并改善井用潛水異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義
二、研究的基本內(nèi)容,擬解決的主要問題:
確定井用潛水異步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)型式,包括防護(hù)式、安裝式、通風(fēng)和冷卻方式、軸承類型和數(shù)量、軸伸型式和數(shù)量等。確定零部件的結(jié)構(gòu)型式、材料、形狀、尺寸、加工精度、形位公差、表面粗糙程度和技術(shù)要求等。確定某些零部件(如轉(zhuǎn)子鐵芯與軸、機(jī)座和端蓋等)之間的機(jī)械連接方式、配合種類等。核算零部件的機(jī)械性能。進(jìn)行電機(jī)的磁路計(jì)算,對(duì)電機(jī)的定子槽、轉(zhuǎn)子槽選型,鐵芯和繞組設(shè)計(jì)、磁路計(jì)算、參數(shù)計(jì)算、運(yùn)行性能計(jì)算、啟動(dòng)性能計(jì)算、異步電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)與溫升計(jì)算、異步電動(dòng)機(jī)的噪聲計(jì)算以及校驗(yàn)損耗等
擬解決井用潛水異步電動(dòng)機(jī)面對(duì)近幾年我國(guó)地下水位普遍下降、水溫過熱、砂量過多等環(huán)境時(shí)顯得動(dòng)力不足、抗熱性不高、安全密封性能不佳等問題。
三、研究步驟、方法及措施:
1.根據(jù)任務(wù)書要求,查閱各類書籍和資料,進(jìn)行調(diào)研,完成開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯。
2.研究井用潛水異步電動(dòng)機(jī)的特性,熟悉其設(shè)計(jì)方法。
3.根據(jù)任務(wù)書所給數(shù)據(jù),進(jìn)行電磁參數(shù)計(jì)算,具體步驟如下:
1)預(yù)選尺寸,給初始設(shè)計(jì)
①確定外形尺寸:由容量和尺寸關(guān)系式確定;
②開槽:考慮槽配合要求合理地選擇定、轉(zhuǎn)子槽數(shù),并選擇槽型、槽寬、槽高、槽面積等;
③選導(dǎo)線:由定子每相電壓及電勢(shì)降落系數(shù)以及每極磁通確定每槽串聯(lián)導(dǎo)體數(shù),確定每根導(dǎo)線截面、聯(lián)接方式及絕緣等。
2)校核計(jì)算:用初始設(shè)計(jì)給定數(shù)據(jù)進(jìn)行性能計(jì)算,包含四個(gè)迭代計(jì)算
①磁路計(jì)算:由預(yù)選尺寸計(jì)算磁密及磁勢(shì),求出激勵(lì)電流和激磁電抗;
②參數(shù)計(jì)算:包括計(jì)算定、轉(zhuǎn)子電阻及各個(gè)漏電抗、電流及相應(yīng)電密;
③損耗及性能計(jì)算:計(jì)算各損耗,效率功率因數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)以及額定滑差率;
④起動(dòng)計(jì)算:確定起動(dòng)電流倍數(shù)及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。
3)調(diào)整方案
初始設(shè)計(jì)方案不一定滿足要求,還要做多次調(diào)整,直到得到可用設(shè)計(jì)。
4)挑選方案
算出一批可行設(shè)計(jì),經(jīng)比較選出最佳設(shè)計(jì),并滿足材料、制造及運(yùn)行三項(xiàng)總費(fèi)用最小的要求。
4.完成上述步驟后進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化的進(jìn)一步設(shè)計(jì),得出整個(gè)設(shè)計(jì)成果,完成論文初稿。
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