运用SolidworksSimulation分析软件开发隔爆型三相异步电动机

    O 引言

    电机的生产周期以及开发成本，直接影响着电机的市场竞争力。因此在设计的过程中，不能光凭经验设计，还必须有理论支持，借助Simulation分析模块对隔爆零部件进行强度分析，初步判定设计的合理性，为公司项目开发节约成本，也为后期更高难度的设计提供必要的经验积累。下面以YBE3-132-2~6-380V-Exd lI BT4 Gb隔爆型三相异步电动机为例进行具体的介绍。

    1 产品背景

    低成本高效率电机是必然趋势，为了降低开发成本，电磁部分通用我公司YE3-132系列产品，采用大三圆，外圆尺寸为Φ245，YE3-132系列产品型式试验均合格，其中效率值达到GB18613--2012(中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中的2级能效的要求。

    2 尺寸设计与理论计算

    机座外圆直径不能超过Φ260 mm(中心高为132 mm)，考虑到铸造公差等原因，单边至少留2 mm的量，机座与端盖配合止口尺寸设计为Φ247 mm，机壳局部地方最小壁厚为6．5 mm，材质选用灰铸铁HT250。因为YE3-132S-4-5．5kW-380 V温升为74 K，为了防止电机的温升超差，必须确保机座的散热效果，机座散热片数量以及表面积近似等效于YE3-132。通过理论计算验证机壳厚度是否合理，圆柱体隔爆机壳壁厚度的计算公式：

    3 三维建模与Simulation分析

    利用 Simulation进行分析，主要步骤有前处理、求解和后处理三个部分，即几何模型的建立、定义材料属性、加载、网格的划分、求解和结果分析。由于 Simulation分析模块与是无缝集成的，在不出CAD环境下即可对所建模型进行相关分析，故直接用三维制图软件完成机座模型的建立，通过有限元的分析方法，利用Simulation分析软件对机座进行静应力分析。主要目的是分析机壳内腔的强度，因此在建模上考虑计算机硬件和有限元仿真分析的局限性，在建模时省掉了散热片和部分小倒角，见图1。

    图l 机座模型

    设置夹具时仿真水压试验，两端面和接线盒连接面作为固定面，如表1所示。

    表1 夹具

    外部载荷类型选择压力，并且将压力加载在机座内腔及接线盒座内腔上，按照GB3836.2-2010《爆炸性环境第二部分：由隔爆外壳“d”保护的设备》的规定，容积大于10cm3时外壳承受的静压力为1.5MPa，见表2。