- •И механические расчеты
- •8.1. Магнитопровод статора
- •8.2. Станины
- •8.3. Валы
- •8.4. Подшипники. Подшипниковые щиты
- •8.5. Полюсы
- •8.6. Механический расчет магнитопровода ротора синхронной машины
- •8.6.1. Расчет дискового ротора
- •8.6.2. Расчет ротора в виде магнитного колеса
- •8.7. Роторы асинхронных двигателей и якоря машин постоянного тока
- •8.7.1. Механический расчет магнитопровода
- •8.7.2. Расчет бандажей и клиньев
- •8.8. Коллекторы
- •8.8.1. Механический расчет коллектора
- •8.8.2. Механический расчет коллектора на пластмассе
- •8.9. Контактные кольца
- •8.10. Токосъемный аппарат
8.6. Механический расчет магнитопровода ротора синхронной машины
В синхронных машинах общего назначения мощностью свыше 100 кВт магнитопровод ротора имеет два вида исполнения. У быстроходных машин магнитопровод выполняется из отдельных дисков (рис. 8.42), которые затем стягиваются шпильками, либо заклепками, либо электросварочным швом. Полюсы к магнитопроводу крепятся с помощью хвостов. В тихоходных машинах ротор выполняется в виде магнитного колеса (рис. 8.43), к ободу которого шпильками прикрепляются полюсы.
Рис. 8.42. Шихтованный ротор синхронной машины
Рис. 8.43. Ротор синхронной машины
в виде сварного магнитного колеса
При вращении ротора его магнитопровод испытывает растягивающее напряжение центробежной силы, обусловленной собственной силой тяжести и силой тяжести прикрепленных к нему полюсов. Для того чтобы центробежная сила не вызывала остаточной деформации в магнитопроводе, необходимо, чтобы максимальные напряжения были меньше или равны допустимым. Напряжения в магнитопроводе ротора определяют из расчета его на прочность.
8.6.1. Расчет дискового ротора
Магнитопровод ротора можно разбить на две части: собственно магнитопровод, ограниченный внутренним отверстием вала радиусом и окружностью радиусом(до дна пазов), и хвостовую зону, ограниченную внешним контуром сердечника и окружностью радиусом(см. рис. 8.34).
Масса хвостовой зоны на 1 м длины ротора, кг/м,
, (8.71)
где , м, — по рис. 8.34.
Центробежная сила хвостовой зоны на 1 м длины, Н/м,
. (8.72)
Центробежная сила полюса с обмоткой на 1 м длины, Н/м,
, (8.73)
где и— массы полюса и катушки обмотки возбуждения на 1 м длины, кг/м, по (8.51) и (8.50);— средний радиус центра тяжести полюса, м.
Радиальное напряжение на поверхности радиуса , Па,
. (8.74)
Максимальное тангенциальное напряжение, которое возникает на внутренней поверхности магнитопровода радиусом , Па,
, (8.75)
где — коэффициент, определяемый в зависимости от отношенияпо следующей формуле:
. (8.76)
Тангенциальное напряжение в стали магнитопровода ротора с учетом ослабления шпоночной канавкой, Па,
. (8.77)
Если в магнитопроводе имеется отверстие для стяжной шпильки, то из следует вычесть диаметр этого отверстия. Напряжение в стали магнитопроводане должно превышать 130 МПа.
Пример. Исходные данные: ,об/мин,м,м,м,м,м,кг/м,м.
Из (8.71)
кг/м;
по (8.72)
Н/м;
по (8.73)
Н/м.
Радиальное напряжение по (8.74)
Па.
По (8.76)
.
Тангенциальное напряжение по (8.75) и (8.77)
Па;
Па.