有一次去建材市场购物,店主直接问要国标的还是非标的,进一步与其沟通发现同一类材料有按国标制作的,也有按非标制作的,最终的结果表现在价格的差异上,最糟糕的问题会出现在性能的符合性上。该问题在电机零部件的制造上也比比皆是,最为明显的是YE2系列产品的机座,加工完成后椭圆严重,有的机座在定子压入过程中直接崩裂。这就引入一个关于电机机座刚度的话题,Ms.参今天就与大家谈谈这个问题。
电机机座的惯性矩
由材料力学可知,机座刚度表征机座受作用力时抵抗变形的能力,它的大小与机座尺寸、形状和所用材料有关;前者表现于机座截面的惯性矩。如果不要求详细计算,可凭经验规定此惯性矩不小于某一定值即可。惯性矩太小,就可能导致机座变形过大及气隙不均匀度超过允许值,甚至会引起电机起动或运行时定、转子碰擦(特别是气隙小的异步电机);其数值大小若不合适,还可能使机座的固有振动频率靠近振源频率(在我国主要是50周/秒和100周/秒,后者即所谓双频振动频率),使电机不能安全运行。
机座因重力作用会产生变形,在转矩TN和单边磁拉力FN的作用下,以直流机座为例,其受力情况可见下图,图中FT为TN引起的切向力,FF为底脚支点的反作用力,FN和FT均作用于磁极的极靴表面上,FF与FT相平衡,FN通过磁极传到机座轭部。
惯性矩应满足的条件
近似计算时,对钢制机座要求其横截面的惯性矩Jx满足下列不等式:
●卧式同步电机和直流电机的惯性矩Jx应满足不等式(1)
的规定。
Jx≥GFRj210-9/2.21……………………(1)
式(1)中:
GF——在直流电机中,指定子总重(即包括轭、磁极和绕组),在同步电机中指机座自重(单位为牛);
Rj——磁轭或机座横截面中性层的半径(单位为米)。
●卧式异步电机的惯性矩Jx应满足不等式(2)的规定。
Jx≥Rjlt’10-7/9……………………(2)
式(2)中:
lt’——铁心长度,不包括径向通风道(单位米)。
中性层的半径Rj可近似用式(3)计算:
Rj=Di/2 0.5……………………(3)
式中Di——定子铁心外径(单位米)。
对于立式电机,允许式(1)和(2)中不等号右边乘以0.9。若机座由铸铁制成,则式(1)与(2)右边应加大一倍,才足以保持机座挠度在允许限度以内。Jx可按机座的设计尺寸根据力学原理进行计算。