【正文】 頻器簡介 ................................................... 9 諧波對供電線路的影響 ........................................ 10 第 4 章 變頻柜設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 .................................... 11 機(jī)械負(fù)載與電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性種類 .................................. 11 電氣設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì) ........................................ 12 電氣工藝設(shè)計(jì) ................................................ 13 柜體鈑金工藝設(shè)計(jì) ............................................ 13 第 5 章 防爆柜設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 ........................................ 14 第 6 章 變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................ 15 柜體的布局和器件配置 ........................................ 15 變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻柜設(shè)計(jì) ...................................... 15 變頻控制柜內(nèi)部基本布局 ...................................... 16 變頻器散熱及制作 ............................................ 17 第 7 章 防爆柜 的三維實(shí)體模型 ........................................ 18 Solidworks 軟件介紹 ......................................... 18 三維建模步驟 ................................................ 19 第 8 章 焊接技術(shù) .................................................... 19 第 9 章 有限元分析與 Simulation 在隔爆柜結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 ............. 21 Simulation 簡介 ............................................. 21 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Simulation 對防爆柜的結(jié)構(gòu)分析步驟 ........................... 21 總結(jié) ................................................................ 31 參考文獻(xiàn) ............................................................ 32 附錄 A 山西防爆電機(jī)公司防爆柜參考圖 .................................. 34 致謝 ................................................................ 35 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 引言 隨著煤礦供電系統(tǒng)不斷完善升級(jí) , 隔爆型干式變壓器作為井下的重要供電設(shè)備已得到廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 ：防爆柜；有限元；應(yīng)力；應(yīng)變；優(yōu)化； 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Abstract With the rapid development of puter technology, the Finite Element Method(FEM) is widely used in modern design. FEM is a method of high speed and high precision. The stress, strain and displacement can be obtained with the Finite Element Analysis (FEA) in the design stage. And it is convenient to modify and optimize the structure. Mining flameproof filtering type transducer explosionproof cabi is used in coal mine. The explosionproof cabi should have enough strength and stiffness, and should be able to endure the tremendous blastforce during the moment gas blasts. Traditionally, the explosionproof cabi design always relies on analogy and experience. The designer can’t know the deformation of the the explosionproof cabi, and which may make the product disqualification, or wasting material or high developing cost, and longer designing and manufacturing cycle. Therefore, it has great significance to find a new approach to analyze and calculate the mechanical model of cabi, check its strength and stiffness based on a certain FEM software. Thus it can improve the technique of cabi design, speed up the response to the market requirement and reduce the cost. This paper investigated the explosionproof cabi designed by Shan Xi Explosion proof motor pany . The cabi was analyzed by FEM. The major works pleted mainly included: (1) The fundamentals on FEM were discussed。因此，在某種有限元的支持下，對變頻器箱體進(jìn)行受力分析，檢驗(yàn)其強(qiáng)度和剛度是否滿足要求，對提高變頻器箱體的技術(shù)水平，快速響應(yīng)市場，降低成本具有十分重要的意義。 礦用隔爆濾波型變頻器隔爆柜子是放在煤礦井下的電機(jī)控制柜。中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 一種礦用隔爆濾波型變頻器隔爆柜子的結(jié)構(gòu)分析 摘要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，有限元技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中應(yīng)用越來越廣泛。箱體必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，以防止變頻器發(fā)生爆炸時(shí)，能承受其瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)大爆炸力。 在此背景下，本文以山西 防爆電機(jī) 有限公司電設(shè)計(jì)的礦用隔爆濾波型變頻器防爆柜作為研究對象，對其柜體進(jìn)行有限元分析。 (2) The solid model of the cabi was created by 3D design software SolidWorks. (3) The Nonlinear Finite Element model was built and calculated by FEM software Simulation. Through calculation and analysis, the deformation of the transformer cabi was obtained. Meanwhile, the stress and displacement of every element were also obtained. Based on the results of each analysis the realtime modification of the cabi structure was achieved. Key Words: Explosionproof cabi 。隔爆殼體是礦用隔爆型干式變壓器的主要防 爆型式 , 不僅要具有一定的機(jī)械強(qiáng)度 , 又要有良好的冷卻效果 , 隔爆殼體的設(shè)計(jì)、制造水平直接影響到隔爆變壓器的技術(shù)性能和使用壽命。根據(jù)箱體法蘭形狀來看 ,箱體大多為矩形和圓形 , 而以矩形類設(shè)計(jì)對殼體強(qiáng)度校核計(jì)算較為復(fù)雜。 目前，生產(chǎn)變頻柜的廠家有很多。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 章 有限元簡介 有限元的發(fā)展歷程 有限元法的發(fā)展歷程可以分為提出 (1943)、發(fā)展 (1944 一 1960)和完善 (1961二十世紀(jì)九十年代 )三個(gè)階段。 1960 年，克勞夫第一次提出了“有限元法”這個(gè)名稱，標(biāo)志著有限元法早期發(fā)展階段的結(jié)束。第三，收斂性得到了進(jìn)一步研究，形成了系統(tǒng)的誤差估計(jì)理論 。馮康的這篇文章不但提出了有限元法，而且初步發(fā)展了有限元法。 有限元法的基本思路 有限元法的基本思路是將計(jì)算域劃分為有限個(gè)互不重疊的單元 ,在每個(gè)單元內(nèi) ,選擇一些合適的節(jié)點(diǎn)作為求解函數(shù)的插值點(diǎn) ,將微分 方程中的變量改寫成由各變量或其導(dǎo)數(shù)的節(jié)點(diǎn)值與所選用的插值函數(shù)組成的線性表達(dá)式 ,借助于變分原理或加權(quán)余量法 ,將微分方程離散求解。 有限元法的理論基礎(chǔ) （ 1）模型的選取力學(xué) 平面問題，平面應(yīng)變問題，平面應(yīng)力問題，軸對稱問題，空間問題，板，梁，桿或組合體等，對稱或反對稱等。對于平面問題可用三角元，四邊 元等。至于高次項(xiàng)要選取多少項(xiàng)，則應(yīng)視單元的類型而定。 （ 8）計(jì)算結(jié)果輸出 求解出整體結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力后，可有選擇地整理輸出某些關(guān)鍵點(diǎn)的位移值和應(yīng)力值，特別要輸出結(jié)構(gòu)的 變形圖、應(yīng)力圖、應(yīng)變圖、結(jié)構(gòu)仿真變形過程動(dòng)畫圖及整體結(jié)構(gòu)的彎矩、剪力圖等等。求解能夠解答線性和非線性的，靜態(tài)的，動(dòng)態(tài)的，屈曲，熱傳導(dǎo)和勢位能分析問題。我們喜歡有能力去看到不同形式顯示 的結(jié)果，這樣我們以判斷力來判斷為什么零件失效和怎樣去改進(jìn)設(shè)計(jì)。 采用有限元法進(jìn)行工程分析的一般流程如圖 所示： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 有限元法工程分析的一般流程 有限元的發(fā)展趨勢 隨著有限元技術(shù)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大 ,其發(fā)展呈現(xiàn)如下特點(diǎn) : （ 1）單一場計(jì)算向多物理耦合場問題的求解發(fā)展 有限元分析技術(shù)應(yīng)用在裝備產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造中 ,主要是求解線性的結(jié)構(gòu)問題 ,但根據(jù)火電、風(fēng)電、核電等裝備產(chǎn)品的極端性、復(fù)雜性、多場性特點(diǎn) ,結(jié)構(gòu)非線性 ,流體動(dòng)力學(xué)和耦合場問題的應(yīng)用迫在眉睫 ,如汽輪機(jī)葉片、風(fēng)機(jī)槳葉的流體動(dòng)力學(xué)問題、流固耦合問題 ,重型裝備產(chǎn)品熱加工過程的熱、結(jié)構(gòu)、電磁多場耦合的問題。為此國外一些公司花費(fèi)了大量的人力和物力開發(fā)非線性求解分析軟件，如 ADINA、 ABAQUS 等。各軟件公司在網(wǎng)格處理方面的投入也在加大 ,劃分網(wǎng)格的效率和質(zhì)量都有所提高 ,但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中 ,尤其是專業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜產(chǎn)品的分析中還存在問題 ,如網(wǎng)格劃分的自動(dòng)化、網(wǎng)格質(zhì)量檢查的標(biāo)準(zhǔn)化。 第 2 章 防爆技術(shù)的應(yīng)用與意義 隨著我國工業(yè)的發(fā)展，特別是 石化、冶金、煤礦工業(yè)的發(fā)展。 隔爆型防爆電氣設(shè)備主要是通過隔爆外殼來達(dá)到防爆目的。 變頻器的外殼的各隔爆結(jié)合面，間隙、長度、表面粗糙度的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照GB — 2021 的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行；隔爆外殼應(yīng)能承受 GB — 2021[