籠型感應(yīng)電動機(jī)斷條故障時轉(zhuǎn)子受力及疲勞研究.pdf

1、籠型感應(yīng)電動機(jī)在工程上有著廣泛的應(yīng)用，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂是籠型電機(jī)比較常見的一種故障。在轉(zhuǎn)子電磁力、熱應(yīng)力、轉(zhuǎn)子動態(tài)應(yīng)力以及鑄鋁殘余應(yīng)力等力的共同作用下，籠條很容易發(fā)生斷裂，尤其在頻繁起動過程中。本文以Y802-2型號籠型感應(yīng)電動機(jī)為例進(jìn)行研究，對轉(zhuǎn)子斷條故障的電磁力、結(jié)構(gòu)力學(xué)及疲勞壽命進(jìn)行分析，以此解釋并討論籠型電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條的過程、斷條的演變趨勢，更為轉(zhuǎn)子在多種力作用時的分析提供思路，為斷條故障應(yīng)力場的研究奠定基礎(chǔ)。
　　首先，本論文

2、計(jì)算了籠型電機(jī)轉(zhuǎn)子健康、斷一根導(dǎo)條以及斷兩根導(dǎo)條情況的磁場分布，以此為基礎(chǔ)并且結(jié)合麥克斯韋張量法及洛倫茲力原理，對三種情況下的轉(zhuǎn)子電磁力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算過程中為了保證結(jié)果精度，采取了局部細(xì)分網(wǎng)格、加權(quán)平均等方法，得到了額定負(fù)載運(yùn)行及起動過程轉(zhuǎn)子電磁應(yīng)力隨時間的變化，分析了電磁力的分布特征和變化規(guī)律，并且總結(jié)了各類電磁力主要作用位置和斷條對磁應(yīng)力的影響。此外通過比較本文方法和局部雅各比導(dǎo)數(shù)法計(jì)算所得轉(zhuǎn)矩均值與實(shí)驗(yàn)均值，驗(yàn)證了本文磁應(yīng)力結(jié)果的

3、準(zhǔn)確性。
　　其次，對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)力學(xué)進(jìn)行分析，將瞬態(tài)磁場計(jì)算得到的轉(zhuǎn)子電磁力作為結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算的載荷。近似視某一時刻力學(xué)過程為靜力作用，分析了該時刻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)靜力學(xué)，得到了負(fù)載穩(wěn)態(tài)及起動過程轉(zhuǎn)子斷條故障時的轉(zhuǎn)子形變分布，找到了轉(zhuǎn)子上形變較大位置。基于靜力計(jì)算得到的馮米斯(Von Mises)應(yīng)力分布，分析了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以此判斷轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及材料的合理性。以計(jì)算所得隨時間變化磁應(yīng)力為載荷，計(jì)算了轉(zhuǎn)子瞬態(tài)動力學(xué)，得到了轉(zhuǎn)子各方向上隨時間變化的