【摘 要】
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为了实现场车的结构简单化、体积小型化、整机轻量化,满足在爆炸性危险环境中使用的特殊要求,本文针对场车变频驱动系统的机电一体化技术应用展开研究。通过对变频驱动一体机
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为了实现场车的结构简单化、体积小型化、整机轻量化,满足在爆炸性危险环境中使用的特殊要求,本文针对场车变频驱动系统的机电一体化技术应用展开研究。通过对变频驱动一体机的冷却系统和防爆结构进行优化设计,能有效控制整机温升,提高设备安全等级。变频驱动一体机由于机械结构紧凑,存在通风散热效果差的缺点。对变频器输出的PWM波形进行频谱分析,发现其谐波含量大。应用焦耳定律和相关经验公式计算电机和变频器的功率损耗。对使用强制风冷散热方案的电机和变频器的温度场进行有限元分析,得到其热量分布。提出一套水冷散热技术方案以提升整机的散热效果,并在COMSOL中开展模拟研究。依据IEC国际标准的要求对变频驱动一体机的机械结构进行防爆设计,样机隔爆外壳等效模型通过型式试验验证,设计强度符合标准要求。按照图纸加工了一台防爆水冷式变频驱动一体机试验样机,对试验样机开展不同工况下的温升试验,验证变频驱动一体机的温升控制效果。模拟研究结果显示强制水冷散热方案相比常规的强制风冷散热方案分别使得电机温升由67.81K下降为39.65K,降低41.53%;变频器IGBT模块温升由43.67K下降为10.04K,降低77.01%。水冷变频电机定子绕组温升试验值比仿真计算值小1.36K。样机温控效果满足设计要求,防爆结构符合标准规范,实现了变频驱动一体机的工程应用。
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