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机械设计与研究2024年第06期:考虑温度影响的飞轮转子动力学及动静间隙分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈春阳;滕伟;彭迪康;柳亦兵;梁双印;

单位:华北电力大学先进飞轮储能技术研究中心;

摘要:目前在对飞轮转子动力学的研究中较少考虑温度的影响。为了更精确地模拟储能飞轮系统运行时的动力学特性,保证系统安全稳定运行,以储能飞轮-电机转子系统为对象,研究在温度影响下电机碰摩时的临界偏心率的变化规律。首先,基于Timoshenko梁理论,建立考虑不平衡磁拉力作用下的储能飞轮-电机转子系统动力学模型。其次,考虑温度对电机转子材料杨氏模量的影响,推导在温度影响下电机转子单元的刚度矩阵。再次,利用Workbench模拟电机工作时的温度场,计算电机转子的热变形量。最后综合分析温度对电机碰摩时最大偏心率的影响。结果表明:常温下电机的偏心率达到75%会发生碰摩故障;出现碰摩故障时的偏心率随着电机温度的升高而下降;电机工作温度升高至220℃时,偏心率阈值会降低至25%以下。建议电机最高温度不超过150℃,防止烧坏电机。

关键词:转子;;不平衡磁拉力;;温度;;热变形;;碰摩;;偏心率