400kW无刷发电机转轴结构改进设计.pdfVIP

第9卷第1期 安徽水利水电职业技术学院学报 Vo1．9No．1 2009年 3月 JOURNALOFANHU1TECHNICALCOLLEGEOFWATERRESOURCESANDH POWERMar．2009 4ookW 无刷发 电机转轴结构改进设计 曹曰华1^仙l (屯溪高压阀门有限公司，安徽 屯溪 245000) 摘 要：介绍了400kW无刷发电机的转轴结构等的改进设计及方案实施后的效果。 关键词 ：无刷发电机；挠度；转子；轴伸直径；冲片 中图分类号~TM303 文献标识码：A 文章编号：1671—6221(2009)01—0080—03 Improveddesignofrotatingshaftconfigurationof400kW brushlessgenerators CAO Hua2xian (AnhuiTunxiHighPressureValveCo．Ltd，Tunxi245000，China) Abstract：Whatthisarticlemainlyintroducesisthemethodofimprovingthedesignofrotatingshaft configurationof400kW brushlessgeneratorsandtheeffectivenessofsuchimproveddesign． Keywords：brushlessgenerator；flexure；rotor；diameterofshaft；rotorsheet 400kW 无刷发电机属开发的全新项 目，在发电机转轴结构设计上 目前尚无成熟技术和成功经验， 本文介绍 400kW无刷发电机转轴弹性联接结构的设计 。 1 400kW 无刷发电机结构特点 整台发电机由定子、转子、励磁机定子、励磁机转子4部分组成；采用双轴承结构，与柴油机采用弹 性联轴器联接，经过电磁方案设计结果显示，定子、转子之间的单边气隙为 —1．．75mm。无刷发电机的 发电原理是：旋转无刷励磁发电，转速为 1500转 ／分。发电机转子总重量 36okg，定子单边磁拉力为 424kg，因此设计时转子的挠度对气隙的影响非常重要。有关机械设计手册规定，感应 电机转轴的许用 静挠度Eyo]必须小于d0．1，即d0．175mm为合格，否则发电机转轴旋转时振动会很大，从而影响发电 机轴承的使用寿命和发电机工作的输出功率。 2 转轴挠度及轴伸直径的计算与方案确定 2．1 励磁机外、内端的挠度计算 根据双轴承发电机转轴结构改进设计原理，结合 300kW 以下双轴承发电机的转轴结构改进设计的 成功经验，经过定性分析、估算比较，优先考虑励磁机转子安装在后轴承外端的设计方案，下面计算后轴 承分别设计在励磁机内、外端时的转子挠度。 后轴承分别在励磁机外、内端时，转子两端的轴承问跨距分别对应为L一ll06mm，L2=870mm；W 收稿 日期：2008—09Ol；收稿 日期 ：2008—0905 作者简介：曹华仙(1969--)，女，安徽歙县人，工程师，从事电气产品结构设计。 第 1期 曹华仙：400kW 无刷发电机转轴结构改进设计 81 —360kg+424kg=784kg；转子部位轴径d1—106mm，支承部位d=90mm(取最小值代入)；E=2．1× 104kg／rllli1i[yo]d0．13=0．175mm。 转子挠度 yo的计算公式为yo=WL。／48EJ，式中查设计手册得转轴的惯矩：J一0．0491×d。 (1)后轴承在励磁机外端。代入公式yo=WLs／48EJ计算得 Y01一[784×1106。3／[48~2．1×10X0．0491×90]===0．327mm0．175mm； 故不符合要求。 (2)后轴承在励磁机内部。代人公式计算得 Yo2一[784×870。]／[48×2．1×10X0．0491×901=o．159mm~0．175mm； 故满足要求。 因此，轴承间跨距 由L缩短至L 即870mm时