【正文】 線之前必須檢查各種電纜的線徑，看是否符合國家標準。最終獲得設計方案。 6． 制造商的 CI標識。 （ 1） 確定機械負載特性： （ 2） 確定電機特性 : （ 3） 根據(jù)以上條件和實際客戶的需要，對下列電器元件取舍 : ，根據(jù)電壓等級標準，選配。 3．恒功率負載。 在交流電機調(diào)試方式中，變頻器調(diào)速既能實現(xiàn)無極調(diào)速又能節(jié)能，在工業(yè)生產(chǎn)中應用十分廣泛。 第 3 章 變頻器的工作原理 變頻器簡介 變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電源變中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源 [2]。 (6) 軟件開發(fā)強強聯(lián)合 根據(jù)有限元軟件在裝備行業(yè)的應用情況 ,有限元軟件之間的強強聯(lián)合必將更加有效推進有限元技術(shù)的應用 ,隨著數(shù)值模擬軟件的商業(yè)化和軟件公司開發(fā)方向的專中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 業(yè)化 ,各數(shù)值模擬軟件公司將會出現(xiàn)強強聯(lián)合的局面 ,以解決復雜裝備產(chǎn)品的設計制造難題。所有我們需要看到的只是一個是或否的答案，這不是通常那種情況。 （ 2）單元的選取、結(jié)構(gòu)的離散化 x y ??中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 根據(jù)題目的要求，可選擇適當?shù)膯卧呀Y(jié)構(gòu)離散化。第二，應用范圍擴展到了結(jié)構(gòu)力學以外的領域 。因此外殼必須有足夠的強度和剛度。 礦用隔爆濾波型變頻器隔爆柜子是放在煤礦井下的電機控制柜。 (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 。 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 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 (1961二十世紀九十年代 )三個階段。 有限元法的基本思路 有限元法的基本思路是將計算域劃分為有限個互不重疊的單元 ,在每個單元內(nèi) ,選擇一些合適的節(jié)點作為求解函數(shù)的插值點 ,將微分 方程中的變量改寫成由各變量或其導數(shù)的節(jié)點值與所選用的插值函數(shù)組成的線性表達式 ,借助于變分原理或加權(quán)余量法 ,將微分方程離散求解。 （ 8）計算結(jié)果輸出 求解出整體結(jié)構(gòu)的位移和應力后，可有選擇地整理輸出某些關(guān)鍵點的位移值和應力值，特別要輸出結(jié)構(gòu)的 變形圖、應力圖、應變圖、結(jié)構(gòu)仿真變形過程動畫圖及整體結(jié)構(gòu)的彎矩、剪力圖等等。為此國外一些公司花費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。 變頻器的外殼的各隔爆結(jié)合面，間隙、長度、表面粗糙度的設計應嚴格按照GB — 2022 的相關(guān)規(guī)定進行；隔爆外殼應能承受 GB — 2022[3]規(guī)定的相關(guān)實驗；變頻器外殼不應有尖銳的棱角。其產(chǎn)生的主要危害有： (1) 增加了電網(wǎng)中發(fā)生諧振的可能性，從而造成很高的過電流或過電壓而引發(fā)事故的危險性。 目前，機械負載與電機轉(zhuǎn)矩特性有許多種類，常用有三種。 4. PLC控制接口電路 ， 5. 變頻器聯(lián)網(wǎng)等。 g. 進出線的電纜管接頭配置。 7. 變頻控制柜的內(nèi)部布置結(jié)構(gòu)必須嚴格按系統(tǒng)圖，國家標準以及地方規(guī)范執(zhí)行；內(nèi)部接線應排列整齊，清晰和美觀，綁扎成束或敷于專用塑料槽內(nèi)卡在安裝架上；配線應考慮足夠的余量。靜電放電中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 對集成電路器件的干擾 。從安全和降低或者接在電器設備的外殼上。 變頻器的散熱有很多方式，如風冷、水冷、強制風冷、熱管散熱等。主箱體由六塊鋼板焊接而成，每 個鋼板厚度為 16mm。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 第 9 章 有限元分析與 Simulation 在隔爆柜結(jié)構(gòu)分析中的應用 Simulation 簡介 SolidWorks Simulation 是一個與 SolidWorks 完全集成的設計分析系統(tǒng)。箱體按國家標準在高壓狀態(tài)進行密封試驗和防爆試驗，采用的試驗方法是在箱體內(nèi)逐步緩慢的施加水壓，水壓的最大值為 1MPa，并在這壓力下保持 10 秒鐘。 網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響箱體計算結(jié)果的精度和計算規(guī)模的大小。 優(yōu)化后的結(jié)果 : 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 圖 應力圖 圖 位移圖 圖 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 通過加方鋼的防爆柜和不加方鋼的防爆柜計較，可以發(fā)現(xiàn)加方鋼的防爆柜要比不加方鋼的防爆柜所受的 應力和位移要小得多，并且滿足屈服強度要求。此后張老師又不斷地為我解決設計中遇到的各類問題，在畫圖以及寫論文的時候，張老師又為我改出圖紙中的各處錯誤?，F(xiàn)在想 來，在導師的攙扶下走過的這半年，自己還真的長進不少，張老師，非常感謝您！ 畢業(yè)設計是溫故而知新和不斷提升的過程。 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 總結(jié) 當今世界市場競爭日趨激烈，用戶對產(chǎn)品的性能要求越來越高，同時要求產(chǎn)品的設計和制造周期越來越短。 在有限元分析中，確定單元類型是很重要的。因此要考慮塑性變形，采用彈塑性的非線性分析。 SolidWorks Simulation 憑借著快速解算器的強有力 支持，使得您能夠使用個人計算機快速解決大型問題。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。按照尺寸圖把兩個接線腔也畫出來?？紤]散熱成本以及要適合隔爆變頻器的應用環(huán)境我設計了一種強制水循環(huán)冷板散熱。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器。為抑制上述各種干擾，一般應在設計階段就注意輸入輸出線路的隔離和配線方式，注意器件的選擇和布局、地線的敷設方式等問題。 8. 電箱柜門內(nèi)側(cè)必須貼有電氣系統(tǒng)圖，采用透明膠布防水密封。 氣體：有無暴炸，腐蝕性氣體 2． 柜體承載重量。包括電氣工藝設計 。如傳送帶， 升降機等 用公式表式為 P=T*N/975 P電機的功率 T電機轉(zhuǎn)矩 N電機轉(zhuǎn)速 對恒轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)設計應注意： （ 1） 電機應選變頻器專用電機 （ 2） 變頻柜應加裝專用冷卻風 扇 （ 3） 增大電機容量，降低負載特性 （ 4） 增大變頻器的容量 （ 5） 變頻器的容量與電機的容量關(guān)系應根據(jù)品牌，一般為 ~ 電機的容量 2．平方轉(zhuǎn)矩負載。 (3) 使電氣設備 (旋轉(zhuǎn)電機、電容器、變壓器等 )運行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命。里邊應涂有 1321耐弧漆，且漆層表面美觀，附著牢固。 (3) 與 CAD/CAM 等軟件的集成 有限元分析軟件的一個發(fā)展趨勢是與通用計算機輔助工程軟件的集成使用 ,即數(shù)據(jù)信息在整個產(chǎn)品設計制造過程中的無縫多向流通 ,實現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)中三維設計、有限元分析優(yōu)化、數(shù)控加工等過程的快速響應 ,滿足工程師快捷地解決復雜工程問題的要求 ,提高設計水 平和效率。 前處理包括產(chǎn)生一個有限元模型的幾何體的全過程，輸入物理特性，描 述邊界? ? ? ?? ?? ?eBD ?? ???? —— 單元內(nèi)任一點的應力列陣； ? ?D —— 單元的彈性矩陣 ,(它與 材料的特性有關(guān)） ? ? ? ? ? ?eee kR ??? ? ? ? ? ?? ?????vTe dx dy dzBDBk? ?? ? ? ?RK ??中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 條件和載荷，以及檢查模型。 中北大學 2022 屆畢業(yè)設計說明書 有限元方法最早應用于結(jié)構(gòu) [1]力學 ,后來隨著計算機的發(fā)展逐漸用于流體力學的數(shù)值模擬。 1943年，柯朗發(fā)表的數(shù)學論文《平衡和振動問題的變分解法》和阿格瑞斯在工程學中取得的重大突破標志著有限元法的誕生。 Stress。有限元技術(shù)具有計算速度快，精度高的特點。 礦用隔爆型外殼是電氣設備的一種防爆型式 ,能夠承受通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞 , 并且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸汽形成的爆炸性環(huán)境的點燃。 有限元法完善階段 (1961一二十世紀九十年代 )的發(fā)展有國外和國內(nèi)兩條線索。 例如 圖 ： 圖 力學模型 圖 1/4 模型 由于是對稱模型，所以只需要選取其 1/4 模型進行分析（圖 ）。至于其它類型的分析，有限元模型信息 對于一個外部有限元求解問題可寫成所要求的格式。要想擺脫裝備產(chǎn)品分析中繁重的網(wǎng)格處理任務 ,就必須突破自動六面體網(wǎng)格功能的技術(shù)瓶頸 ,實現(xiàn)可循環(huán)的網(wǎng)格自動優(yōu)化功能。透明件應有抗沖壓性能，能承受 GB — 2022[4]規(guī)定的沖擊能量的沖擊，觀察窗透明件應具有抗溫度急劇變化的能力，應符 GB — 2022的熱巨變規(guī)定。 (6) 某些情況下，它不僅產(chǎn)生諧波，而且還引起供電電壓波動和閃變，甚至引起三相電壓不平衡，會危及電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行，并影響電氣設備的正常用電和周邊用戶。 （ 2） 根據(jù)環(huán)境需要，選電機防護等級和方式。 8. 電路主路設計。 4． 搬運安全。傳統(tǒng)的布局設計很大程度上是憑借設計人員的直接的或間接的經(jīng)驗，同時擬訂幾種布局設計方案 。此外，還應該考慮采用某些軟件抗干擾手段，如輸入數(shù)據(jù)濾波處理軟件和防止失控等。必須要了解變頻控制柜的配置、工作環(huán)境、控制方式、工作方式、防護等級等。 SolidWorks 提供了強大的基于特征的實體建模功能，用戶可以通過拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作實現(xiàn)產(chǎn)品的設計，方便地添加特征、更改特征以及將特征重新排列，對特征和草圖進行動態(tài)修改，并通過拖拽等方式實現(xiàn)實時設計修改。 圖 防爆柜三維模型 第 8 章 焊接技術(shù) 焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。 Simulation 對防爆柜的結(jié)構(gòu)分析步驟 柜體是電器，電子設備的基礎結(jié)構(gòu)。為了保證箱體在外力作用下保持平衡，必須進行約束處理，引入邊界條件。當然，單元類型的選舉取決于分析對象的結(jié)構(gòu)類型和幾何形狀，還受到載荷類型和作用方向、變形的假設、應變分布及分析所要的精度等諸多因素的影響。 本文采用了現(xiàn)代設計方法，以山西普松自動化電氣分公司設計的防爆柜為研究對象，對該防爆柜的箱體進行有限元分析，找出了箱體受力薄弱環(huán)節(jié)，并采取了有效的改進措施，取得了顯著的成效。設計的過程是相當復雜繁瑣