液壓電機(jī)葉片泵能量轉(zhuǎn)化效率的分析.pdf

1、液壓電機(jī)泵是新一代液壓動(dòng)力單元，相對于傳統(tǒng)的“三段式”液壓動(dòng)力單元，液壓電機(jī)泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、靜音、無外泄漏、效率較高等突出優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。液壓電機(jī)葉片泵(蘭州理工大學(xué)專利)將葉片泵芯插入特制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部使得電動(dòng)機(jī)和液壓葉片泵合為一體，電機(jī)泵的體積大為減??；特制電機(jī)去除了電機(jī)冷卻風(fēng)扇，采用液壓油在泵內(nèi)的流動(dòng)對電機(jī)泵進(jìn)行冷卻，設(shè)置了前置輔助泵以提高葉片泵的吸油性能，使得電機(jī)泵的噪聲大為降低。 本論文主要針對液壓電機(jī)葉片泵

2、的能量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行分析和研究。電機(jī)葉片泵的主要能量損耗包括電動(dòng)機(jī)損耗、葉片泵損耗、沿程壓力損失、油膜損耗和前置輔助泵損耗。通過理論分析、電磁場和流場數(shù)值解析，計(jì)算得出液壓電機(jī)葉片泵在額定工況時(shí)的效率為63.77％，比傳統(tǒng)液壓動(dòng)力單元高1.5％；并獲得了輔助離心泵主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對主泵吸油性能和能量損失的影響規(guī)律。 論文主要結(jié)構(gòu)如下： 第一章，論述了液壓電機(jī)泵的國內(nèi)外研究和發(fā)展?fàn)顩r，論述了本課題的研究意義和提高電機(jī)葉片泵效率的

3、重要性，最后闡述了本文的主要研究內(nèi)容。 第二章，分析了液壓電機(jī)葉片泵能量損耗機(jī)理，能量損耗主要由五部分構(gòu)成：電動(dòng)機(jī)損耗、葉片泵損耗、沿程壓力損失、油膜損耗和前置輔助泵損耗。討論了五部分能量損耗產(chǎn)生的原因及解決方法。從電機(jī)理論方面入手，詳細(xì)分析了電機(jī)葉片泵電機(jī)中的各項(xiàng)損耗，研究了減小電動(dòng)機(jī)中損耗的方法。研究表明采用正弦繞組可以提高電機(jī)葉片泵中電機(jī)的效率。建立了電機(jī)葉片泵油膜損耗的計(jì)算模型。 第三章，運(yùn)用電磁場有限元分析軟件

4、Ansoft Maxwell 2D對電動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析，得到電機(jī)運(yùn)行過程中的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布、磁力線、電流密度、功率損耗等曲線，通過與普通異步電動(dòng)機(jī)的比較，分析了液壓油對電機(jī)工作性能的影響。 第四章，運(yùn)用CFD軟件FLUENT對前置輔助泵的十二種結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和分析，獲得輔助泵的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對葉片泵吸油性能和能耗的影響規(guī)律，找出了輔助泵的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。第五章，基于理論分析和電磁場及流場解析，對液壓電機(jī)葉片