Материал: К расчету критических скоростей вращения ротора торцового асинхронного двигателя (80

105

УДК 621.(Я : 534.1

К РАСИНУ КРИТИЧЕСКИХ СКОРОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ ШТОРА ТОЩЭЮН) АСИНШЖЮГО аДШРОДБИГАШШ

В.И.Загрядцкий, Е.Т.Кобяков В последние годы вопросам проектирования торцовмг асинхрон­

к тому, что расстояние между опорными подшипниками ротора сокра­ щается, а следовательно, возрастает вероятность возникновения недопустимо больших колебаний его торцовой поверхности.

Между тем допуск на торцовое биение ротора должен быть до - статочно жестким. Это связано с тем, что осевой зазор между рабо­ чими поверхностями ротора и статора по соображениям высоких экс - плуатационных показателей электрической машины должен быть мини - ыальньы, а контакт между этими поверхностями при вращении ротора недопустим, т . к . последний неизбежно приводит к "прилипанию" ра - бочих поверхностей ротора и статора.

На опасность этого явления указано в статье / 4 / , где обраща­ ется внимание в связи с этим на необходимость повышения жесткости ротора и его динамической устойчивости.

Конструктивные мероприятия, направленные на устранение воз­ можности возникновения этого специфичного для машин торцового ти­ па явления, были разработаны авторами при проектировании опытного образца торцового асинхронного электродвигателя.

Вместе с тем расчетно-теоретическая база, необходимая кон - структору для успешного решения задач проектирования и повышения надежности торцовой электрической машины, в соответствующей лите­ ратуре не получила достаточного развития. Поэтому, несмотря на обширную библиографию, посвященную проблеме колебаний роторов / 5 / , вопросы практической реализации методов теории колебаний примени­ тельно к электрическим машинам торцового типа являются достаточно актуальными.

Исходя из этого, в предлагаемой работе на основе анализа свободных колебаний жесткого ротора на линейно-упругих опорах разработана методика расчета его критических скоростей вращения, которая, отличаясь простотой и доступностью, позволяет конструк - тору с помощью полученных здесь расчетных зависимостей легко

обосновать выбор конструктивных параметров торцового асинхрон­ ного электродвигателя и опенить опасность возникновения резона­ нсных явлений в машине еще на стадии проектирования.

Задача о свободных колебаниях жесткого ротора на податли­ вых опорах уже рассматривалась в монографии / б / . Однако в ней даны лишь указания по формирование уравнения частот, а развер­ нутых расчетных зависимостей для определения собственных часто* не приводится. Причем в качестве основных переменных величин , описывающих движение ротора, использовались координаты концов ротора.

, В работе / 7 / анализ свободных колебаний жесткого ротора не проводился, но получено уравнение для отыскания его критических скоростей в случае прямой синхронной прецессии. Другие формы движения, а так*е возможные частные случаи не рассматривались.

Приступая к изложению и обосновании предлагаемой методики,, при указанных ниже допущениях, будем руководствоваться методами теоретической механики / 8 / .

Ротор торцовой асинхронной машины с достаточным основанием , можно рассматривать как жесткий и осесимметричный, принимая во внимание форму и реальные соотношения размеров его конструкти­ вных элементов.

Его опорные узлы будем считать изотропными, что для машины торгового типа представляется достаточно близким к реальности.

При малых радиальных смещениях опорных шипов ротора зависи­ мости между соответствующими силами и перемещениями принимаем линейными:

отвечает общепринятым допущениям / 9 / .

Продольные перемещения центра масс С при анализе попереч шх колебаний ротора обычно такке не учитываются / 5 / . Поэтому свободные осевые колебания ротора в данной задаче не оассматтж

отношению к которой полоаеяие ротора в результате вращательного

Для описания вращательного движения вокруг полюса справе­ дливы динамические уравнения $1лера / 8 / :