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《变频电机转子临界转速有限元计算-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、应用与实验摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2014年第5期(第27卷,总第133期)·机械研究与应用·*变频电机转子临界转速有限元计算刘劲松,陈得意(重庆交通大学,重庆摇400074)摘摇要:采用有限元法对某变频电机转子进行了模态分析,计算得到了转子的临界转速、固有频率和振型。通过临界转速和振型图分析了转子的振动特性。计算结果表明,转子的设计具有良好的结构刚度,转子系统临界转速安全系数合理。最后对比了有限元法和传递矩阵法的临界转速计算结果,证实了有限元法的准确性。关键词:转子;有限元;临界转速;
2、模态分析中图分类号:TM303摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2014)05-0096-03FiniteElementCalculationofCriticalSpeedofaRotorinFrequencyConvertedMotorLIUJin-song,CHENDe-yi(ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing摇400074,China)Abstract:Inthispaper,modalanalysisofarotori
3、nfrequencyconvertedmotorismadebyusingthefiniteelementmethod,andthecriticalspeed,naturalfrequencyandvibrationoftherotorareabtained.Vibrationcharacteristicsoftherotorisana鄄lyzedthroughthecriticalspeedandvibrationdiagram.Thecalculationresultsshowthatdesig
4、noftherotorhasgoodstructuralstiffness,andthesafetyfactorofthecriticalspeedofrotorsystemisreasonable.Bycomparingthecriticalspeedresultsofthefiniteelementmethodandthetransfermatrixmethod,theaccuracyofthefiniteelementmethodhasbeenconfirmed.Keywords:rotor;
5、finiteelement;criticalspeed;modalanalysis0摇引摇言矩阵;[K]为刚度矩阵;[B]为旋转阻尼矩阵;{F}为旋转机械被广泛应用于燃气轮机、航空发动机、外力和离心力;{U}为节点位移。工业压缩机及各种电动机等机械装置中,在电力、航以上矩阵一般都是转速为棕的函数。陀螺矩阵空、机械、化工、纺织等国民经济领域中起着非常重要取决于转速,并且对转子动力学计算做主要的贡献。[1]旋转阻尼矩阵也取决于转速,它明显地修改结构刚的作用,而对其动力学特性的研究也成了一门专门的学科——
6、—转子动力学。度,并且能够使结构产生不稳定的运动。上式是用有转子系统是旋转机械的重要组成部分,旋转机械限元法求解结构动力学问题的基本方程,简称为动力的转子系统的动力学特性决定着旋转机械的工作性方程。计算一个旋转系统的临界转速,就是计算该系能和结构安全,临界转速特性作为转子系统动力学特统动力方程的特征值。性的一个重要组成部分,对其进行研究和计算具有很2摇建立有限元模型重要的意义。2.1摇建立模型现代常用的分析转子动态特性的方法有传递矩研究对象为某变频电机转子,图1为该转子轴承阵法和有限元法。传递矩阵法
7、是工程上计算临界转系统的结构简图。笔者采用ANSYS的命令流文件求速与不平衡响应的主要方法。有限元法则在计算机解,命令流文件转子模型的建立采用自上而下(依次技术快速发展后得到了广泛的应用。生成点、线、面、体)的建模方法。质量是影响固有频1摇模态分析理论率的主要因素之一,因此,建模时应尽可能地接近实进行模态分析时的通用动力学方程为:物模型的实际尺寸,但一些细小的结构如倒角可忽···[M]{U}+[C]{U}+[K]{U}={F}(1)略。主要部件的材料参数与实际情况相符。滚动轴在转子动力学中,这个方程
8、要加陀螺效应和旋转承具有径向刚度与阻尼、轴向刚度与阻尼等多种力学阻尼,其运动学方程如下:性能参数,对临界转速影响最大的是其径向刚度,故···[M]{U}+([C]+[G]){U}+([K]+[B]){U}在临界转速的计算中,可忽略除径向刚度之外的其它={F}(2)参数。笔者在建模时考虑轴承两个垂直方向的径向式中:[M]为质量矩阵;[C]为阻尼矩阵;[G]为陀螺刚度,用弹簧单元模拟轴承的径向刚度。*收稿日期:2014-09-14作者简介:刘劲松(1989-),男,四川人
