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屏蔽套作为屏蔽电机主泵中的关键部件,其完整性对一回路的安全运行有着重要的影响。屏蔽套安装在主泵电机内,受到旋转磁场、冷却剂流场等因素的综合作用,载荷条件复杂。由于屏蔽电机泵的特殊应用范围,国外对屏蔽电机泵的研究成果极少公开。本文的研究目的是通过分别分析对屏蔽套疲劳寿命产生重要影响的因素,得到各个因素的作用形式和规律,以及对屏蔽套的力学影响。本文研究的主要内容如下:调研国内外关于屏蔽电机泵在设计、制造、安装方面的安全性与可靠性研究进展,国内外关于电机内磁场、薄壁壳体力学特性的理论计算方法。依据屏蔽电机主泵已有数据及结构,根据电机设计原理经验公式对电机内部定子及转子的槽形、尺寸、绕组下线规律等细节进行了初步设计,从分析结果可知该结构设计达到了屏蔽电机主泵的功率及性能要求。通过对屏蔽电机主泵的电机内部磁场二维谐波分析,得到电机内部磁场分布规律。屏蔽套中磁感应强度、电流密度、电磁力沿屏蔽套圆周位置皆呈周期分布。屏蔽套内作用的电磁力以切向力为主,且定子屏蔽套中的电流密度和电磁力皆比转子屏蔽套中相应物理量高约35倍,与理论值相符。通过对屏蔽电机主泵的电机端部磁场三维谐波分析,得到电机端部磁场的分布规律,屏蔽套中磁感应强度、电流密度、电磁力沿电机轴向的分布规律。定子屏蔽套中作用的电磁力从靠近铁心区域边缘开始减小,离开铁心区域后减小速率增大,约为3×108 N/m。在得出屏蔽电机主泵的电机内磁场分布规律的基础上,分别对四种不同厚度(0.381mm,0.5mm,0.6mm,0.7mm)的定子屏蔽套中各种电机损耗及电流密度、电磁力进行了计算,得出电机内定子屏蔽套损耗随定子屏蔽套厚度的增加速率为约3.12×106 W/m;定子屏蔽套所受电磁力、转子屏蔽套损耗、定子铁损以及转子铁损对定子屏蔽套厚度的变化不敏感;定子屏蔽套中的电流密度峰值随厚度的增加而减小。对屏蔽电机主泵的电机内冷却流场进行三维定常分析,得到电机内部定子屏蔽套和转子屏蔽套壁面上由流场引起的压力及温度分布规律。除入口区域附近存在较大扰动外,沿轴向向出口方向压力分布呈线性递减,温度分布呈线性递增,屏蔽套上的壁面剪切力分布保持平稳。出口温度约为347K(74℃),符合主泵内水润滑轴承正常工作温度范围。同时,屏蔽套间流场受屏蔽套壁面边界层的影响非常大。基于以上对屏蔽套完整性影响因素的分析,得到屏蔽套潜在的失效形式。通过对屏蔽电机主泵电机内屏蔽套的应力分析,并与许用应力进行对比校核,得出各载荷在电机内屏蔽套上产生的应力低于屏蔽套材料的屈服强度,可保证屏蔽套的完整性。