一种隔爆异步电机转子-轴承系统建模与临界转速分析

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1、《电气防爆》2016年3月第1期一种隔爆异步电机转子一轴承系统建模及临界转速分析韦翠翠，王泽威，牛红恩(卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司，河南南阳473008)[关键词]转子动力学，固有频率，临界转速，优化[摘要]以一种隔爆电机为研究对象，建立其转子一轴承系统简化分析模型并进行求解，得到了与试验数据相吻合的一阶临界转速值，验证了所建模型的准确性，结果表明一阶，】各界转速距离工作转速较近，易引起共振，通过对转子系统结构参数优化设计，仿真和试验数据表明优化后一阶临界转速明显降低，验证了优化设计的可行性，有利于电机的减振降噪，对其他电机转子一轴承系统的优化分析具

2、有一定的参考意义。[中图分类号]TM343[文献标识码]A[文章编号]1004—9118(2016)01—0018—05DOI：10．14023／i．cnki．dqfb．2016．01．005ModelingofRotator——BearinginExdMotorandAnalysisontheCriticalRotatingSpeedWeiCui—cui，WangZe—wei，NiuHong—en(WolongElectricNanyangExplosionprotectionGroupCo．，Ltd．，NanyangHenan473008)Keywor

3、ds：rotatordynamics；inherentfrequency；criticalrotatingspeed；optimizationAbstract：Itestablishesasimplifiedmodelofrotator—bearingsysteminExdmotorandcon—ductsananalysis，getthecriticalrotatingspeedwhichissameasthetestresult．Itverifiestheaccn—racyofthemodeling，showsthatresonanceisfreque

4、ntlycausedwhenfirstcriticalspeedisclosetotheservicespeed．Thispapergivesaoptimizeddesignplanfortherotatorstructure，getsaresultthatthefirstcriticalspeedisslowedsignificantlyafteroptimized，whichwillhelptoreducethevi—brationandnoiseofthmotnr．为解决电机振动过大的问题提出了一些参考方0引言法。文献对防爆电机常见的抱轴、振动、噪声

5、转子轴承系统作为旋转机械中的重要组成部等故障问题进行分析，提出了处理以上故障的常分，不断向高转速、高效率、低振动方向发展，当转用方法。文献研究了转子动力学中的密封问子一轴承系统临界转速与工作转速接近或相等题，文献建立了滑动轴承基于短轴承非线性油时，易引起共振，破坏系统稳定性。膜力的模型，研究了转速数对滑动轴承动力学系文献¨通过对一台振动过大的防爆电机的数的影响，文献通过对转子结构的模态分析，分析处理，综合运用振动频谱分析、高速动平衡和得到了系统的各阶固有频率及对应振型，有利于改变支撑等方法，最终使电机振动达到理想状态，进行转子结构改进和优化，文献研究了转子

6、径[收稿日期]2016—02—02[作者简介]韦翠翠，女，1987年生，河南开封人，硕士研究生，主要从事电机振动研究工作一18—·研发与设计·一种隔爆异步电机转子一轴承系统建模及临界转速分析向通风沟数量与位置对转子内温度分布及空气运2转子一轴承系统建模与临界转速动的影响，文献建立了高速电主轴的轴承一转分析子动力学模型，计算了角接触球轴承的动态支承隔爆电机初始设计相关参数如表1所示。刚度和轴承一转子系统的固有特性，研究了不同根据转子系统结构动力学参数将转子离散成转速下轴承支承刚度对系统固有频率的影响。有限元单元，离散规则如下：(1)任何部分的长对转子一轴承整

7、个系统进行研究，有利于分度与直径比不得超过1．0；(2)任何部分的长度析不同组成部分动力学参数对系统的影响。论文与直径比不得小于0．1。装配在轴上的零部件以结合企业产品研发，以某型隔爆电机转子一轴承集中质量的形式加载到相应的位置节点。建立的系统为例进行建模、试验分析，验证了模型的可靠转子一轴承系统分析模型如图1所示。性，通过优化系统结构参数，降低了系统的一阶临界转速，提高了转子一轴承系统稳定性。表1电机初始设计相关参数1转子一轴承系统建模理论分析中心高功率长度轴承距重量／kW／mm／kg将转子回转效应、轴承油膜力、阻尼等因素考71014002893l970

8、1023虑到转子一轴承系统中，转子一轴承系统运动微分方程为式(1)