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异步电动机转子在轴承弹性支承下的电磁振动

裴宏雷  
【摘要】:在现代大工业中,电动机是一种重要的动力输出装置,其在工作过程中的安全运行一直备受关注,而由电磁力引起的共振是导致事故发生的一个重要因素,因此研究电动机转子受气隙磁场电磁力时的振动问题具有重要的理论和实际意义。 本文致力于研究弹性支承下电动机转子受非均匀气隙电磁力时的电磁振动。首先,根据赫特兹弹性接触理论和最小二乘法,得到做为弹性支承的深沟球轴承的线性刚度,并以此为基础,对弹性支承下的单圆盘转子进行涡动分析。针对刚性支承和弹性支承下的单圆盘转子,分别求得其固有频率,并讨论轴承刚度和系统阻尼对单圆盘转子固有频率的影响。研究刚性和弹性支承下存在质量偏心的单圆盘转子的临界转速,提出在转子设计中应如何调整支承刚度,使其临界转速能顺利避开电动机的工作转速。 其次,根据电磁基本理论,给定电动机的尺寸和电磁参数,求得气隙为均匀时,定子和转子交界面上的径向电磁力,并研究其在不同外电压下随空间角和时间的变化规律。 最后,通过能量法求得定子和转子间气隙为非均匀时的电磁能和电磁力以及电磁阻尼力,应用非保守系统的拉格朗日-麦克斯韦方程,导出弹性支承下极对数为4的电动机在空载运行时的电磁振动方程,针对某一型号的电动机,通过编程计算求解,考虑不同的支承刚度和外电压,绘制出振动位移、时间相图、转子振动轨迹、电磁力和电磁能随时间的变化曲线。并得出上述参数的幅值在不同的质量偏心和支承刚度下的变化规律。


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