2极大功率高压异步电动机转子结构研究

摘要

2极大功率异步电动机由于结构简单，与其它同功率极数电机相比具有体积小，响应速度快等优点而被广泛应用，而振动大是2极大功率异步电动机比较突出的问题。同时电机转子的可靠性对电机能否安全运行至关重要，所以必须对影响电机振动的电机转子临界转速及电机转子结构进行相关分析计算。本文主要应用数值分析的方法，以一台7600kW-2P高压异步电动机为例进行研究，对电机转子的临界转速以及转子相关部件的强度及结构进行计算及仿真分析，旨在为2极大功率异步电动机的转子设计提供理论依据。
　　本文基于计算电机转子临界转速的基本理论，分别运用传统公式法，传递矩阵法以及有限元分析法计算转子临界转速，将计算理论值与实测值进行对比，分析转子临界转速计算值与实测值之间存在误差的原因，得到了计算转子临界转速的最优计算方法。
　　采用有限元分析法对电机转子相关部件的强度进行分析计算，分别建立了转子铁心以及转轴的三维求解模型，结合电机转子动力学理论，对电机转子铁心和转轴强度进行校核计算。得到转子铁心和转轴所受应力和变形分布情况，确定最大应力和变形量的位置，验证转子铁心及转轴所选材料是否满足电机强度的设计要求。
　　最后，对电机转子端环和护环的过盈量进行优化设计，分析计算转子端环与护环之间不同过盈量对端环和护环的受力及变形情况，得到端环和护环所受应力及变形情况的变化规律，得出端环与护环的最佳配合过盈量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景和研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 转子动力学研究现状

1．2．2 转子机械强度计算研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 电机转子临界转速计算的基本理论

2．1 转子临界转速计算的经验公式

2．1．1 有端部负载的转子临界转速计算

2．1．2 具有集中载荷的两支撑异步电机临界转速的计算

2．1．3 基于经验公式法对电机转子临界转速的计算

2．2 传递矩阵法计算电机转子临界转速的基本理论

2．2．1 传递矩阵法临界转速计算的数学处理方法

2．2．2 Riccati法的改进

2．3 本章小结

第3章 2极大功率电机转子临界转速分析计算

3．1 基于MATLAB编程计算电机转子的临界转速

3．1．1 特殊情况及边界条件的处理

3．1．2 电动机转子结构等效模型

3．1．3 计算结果

3．2 有限元方法计算转子l临界转速

3．3 临界转速计算结果与实验数据对比分析

3．4 本章小结

第4章 2极大功率电机转子结构分析计算

4．1 转子基本结构

4．2 转子铁心应力变形及分析

4．2．1 转子铁心的受力分析

4．2．2 导条离心力计算

4．2．3 导条重力计算

4．2．4 转子铁心应力及变形计算结果

4．3 轴的挠度、强度计算

4．3．1 转轴的受力分析

4．3．2 模型建立

4．3．3 计算及结果分析

4．4 端环和护环结构分析计算

4．4．1 端环和护环的温度计算

4．4．2 不同过盈量对端环和护环应力及变形的影响

4．5 本章小结

结论

参考文献

致谢