Динамика роторов электрических машин с учетом силы одностороннего магнитного притяжения

Авторы

Давыдов А. В.^1*, Дегтярев С. А.^2**, Кутаков М. Н.^1***, Леонтьев М. К.^1****

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Научно-технический центр по роторной динамике «Альфа-Транзит», ул. Ленинградская, 1, Химки, Московская обл., 141400, Россия

*e-mail: davidovarc@gmail.com
**e-mail: degs@alfatran.com
***e-mail: maxim.kutakov@alfatran.com
****e-mail: lemk@alfatran.com

Аннотация

Рассматриваются вопросы учета одностороннего магнитного притяжения, возникающего в электрических моторах и генераторах, в задачах роторной динамики. Представлен обзор существующих решений при определении силы одностороннего магнитного притяжения, отмечен её нелинейный характер. Показан алгоритм решения задачи о динамическом поведении ротора с учетом одностороннего магнитного притяжения в нестационарной постановке. В качестве примера исследуется модель гидрогенератора. Показано влияние одностороннего магнитного притяжения на динамические характеристики гидрогенератора.

Ключевые слова

роторная динамика, одностороннее магнитное притяжение, электрические машины, эксцентриситет ротора, Dynamics R4

Библиографический список

1. Вибрации в технике: Справочник / Ред. В.Н. Челомей (пред.). В 6 т. М.: Машиностроение, 1980. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов / Под ред. Ф. М. Диментберга и К. С. Колесникова.
2. Pennacchi P. Nonlinear effects due to electromechanical interaction in generators with smooth poles. Nonlinear Dyn (2009) 57: 607-622.
3. Rolf K. Gustavsson. The influence of magnetic pull on the stability of generators rotors. The 10th International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery Honolulu, Hawaii, March 07-11, 2004.
4. Z Song and Z Ma. Nonlinear vibration analysis of an eccentric rotor with unbalance magnetic pull 25th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 12 (2010).
5. Mattias Nasselqvist. Simulation and Characterization of Rotordynamic Properties for Hydropower Units. Licentiate thesis. Department of Applied Physics and Mechanical Engineering. Division of Solid Mechanics. Lulea University of Technology. SE-97187 Lulea. 2009.
6. Arkkio A. Analysis of induction motors based on the numerical solution of the magnetic field and circuit equations, Acta Polytechn. Scand. Electr. Eng. Ser., 1987, 59, pp 97.
7. Holopainen T.P., Tenhunen A., Arkkio A. Electromagnetic circulatory forces and rotordynamic instability in electric machines. Proceedings of the 6th International Conference on Rotor Dynamics. Sydney, Australia, 30.9-4.10.2002. Vol. 1.
8. Andrej Burakov. Modeling the unbalanced magnetic pull in eccentric-rotor electrical machines with parallel windings. Doctoral Dissertation. Helsinki University of Technology. Department of Electrical and Communications Engineering. Laboratory of Electromechanics. TKK Dissertations 93. Espoo 2007.
9. Damir Zarko, Drago Ban, Ivan Vazdar and Vladimir Jaric. Calculation of unbalanced magnetic pull in a salient-pole synchronous generator. 14th International Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC 2010.
10. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. Л.: Энергия, 1973.
11. Holopainen, Timo P. Electromechanical interaction in rotordynamics of cage induction motors. Espoo 2004. VTT Publications 543. 64 p. + app. 81 p.
12. Computed field models of electromagnetic devices. S.Wiak and E. Napieralska-Juszezak (Eds.) IOS Press, 2010, pp. 164-177.
13. Rolf Gustavsson. Modelling and analysis of hydropower generator rotors. Licentiate thesis. The Polhem Laboratory, Division of Computer Aided Design Department of Applied Physics and Mechanical Engineering Lulea University of Technology SE-97187 Lulea. 2005.
14. Juha Pyrhonen, Tapani Jokinen and Valeria Hrabovcova. Design of Rotating Electrical Machines. 2008 John Wiley & Sons, Ltd. ISBN: 978-0-470-69516-6.