Метод численного моделирования колебаний сердечников статоров

Юрий Кирилович Петреня; Александр Валерьевич Гаев; Роман Эдуардович Шевчук

Метод численного моделирования колебаний сердечников статоров

Юрий Кирилович Петреня, Александр Валерьевич Гаев, Роман Эдуардович Шевчук

Аннотация

Предложен аналитический метод расчёта собственных частот колебаний сердечника статора, основанный на его представлении в качестве длинного толстостенного цилиндра. Для снижения размерности при прямом численном моделировании гетерогенной композитной структуры сердечника рассмотрено определение его эффективных физико-механических свойств с использованием метода прямой гомогенизации (МПГ).

Ключевые слова

статор, сердечник, колебания, собственная частота, гомогенизация, метод конечных элементов.

Полный текст:

PDF

Литература

Титов, В.В. Турбогенераторы. Расчёт и конструкция [Текст] / В.В. Титов, Г.М. Хуторецкий, Г.А. Загородная, Г.П. Вартаньян, Д.И. Заславский, И.А. Смотров. -- Л.: Энергия, 1967. -- 896 с.

Детинко, Ф.М. Прочность и колебания электрических машин [Текст] / Ф.М. Детинко, Г.А. Загородная, В.М. Фастовский. -- Л.: Энергия, 1969. -- 440 с.

Иогансен, В.И. Исследование и разработка методов расчёта и конструирования основных узлов высокоиспользованных турбогенераторов [Текст]: дис. … д-ра техн. наук: защищена 19.05.03: утв. 08.10.03 / Иогансен В.И. -- СПб.: ОАО «Электросила», 2003. -- 274 с.

Тимошенко, С.П. Колебания в инженерном деле [Текст] / С.П. Тимошенко. -- М.: Наука, 1967. -- 444 с.

Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний [Текст]: справочник в 3 т. / В.Л. Бидерман. -- М.: Высшая школа, 1972. -- 408 с.

Биргер, И.А. Прочность. Устойчивость. Колебания [Текст] / И.А. Биргер, Я.Г. Пановко. -- М.: Машиностроение, 1968. – Т. 3. -- 569 с.

Рабинович, В.М. Об оптимальном положении упругих элементов подвески сердечника статора турбогенератора [Текст] / В.М. Рабинович // Электротехника. -- 1965. -- № 12. -- С. 56 -- 57.

Станиславский, Л.Я. Вибрационная надёжность мощных турбогенераторов [Текст] / Л.Я. Станиславский, Л.Г. Гаврилов, Э.С. Остерник. -- М.: Энергия, 1975. -- 239 с.

Школьник, В.Э. Колебания статоров мощных турбогенераторов в стационарном и переходном режимах [Текст]: дис. … канд. техн. наук: защищена 24.02.78: утв. 12.06.78 / Школьник В.Э. – Л.: Электросила, 1978. -- 187 с.

Пановко, Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара [Текст] / Я.Г. Пановко -- Л.: Машиностроение, 1976. -- 320 с.

Hamidzadeh, H.R. Vibrations of Thick Cylindrical Structures [Text] / H.R. Hamidzadeh, R.N. Jazar. -- Springer, 2010. -- 214 p.

Chol-Su, R. Study on the vibration displacement distribution of a circular ultrasonic motor stator [Text] / R. Chol-Su, K. Myong-Jin, K. Chol-Su, I. Song-Jin // Ultrasonics. -- 2015. -- Vol. 59. -- P. 59 – 63.

Шевчук, Р.Э. Метод приближенного решения задачи о колебаниях сердечников статоров [Текст] / Р.Э. Шевчук, А.В. Гаев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. -- 2017. -- Т. 23. -- № 1. -- С.98 – 106. -- DOI: 10.18721/JEST.230110.

Williams, K. The effect of laminations on the vibrational modes of circular annular plates [Text] / K. Williams, H. Wang // Experimental Mechanics. -- 1996. -- Vol. 36. -- № 2. -- P. 180 – 186.

Tang, Z. Young’s Modulus for Laminated Machine Structures With Particular Reference to Switched Reluctance Motor Vibrations [Text] / Z. Tang, P. Pillay, A.M. Omekanda, C. Li, C. Cetinkaya // IEEE transactions on industry applications. -- 2004. -- Vol. 40. -- № 3. -- P. 748 – 754.

Long, S. Vibration behaviour of stators of switched reluctance motors [Text] / S. Long, Z. Zhu, D. Howe // Electric Power Applications, IEE Proceedings. -- 2001. -- Vol. 148. -- № 3. -- P. 257 – 264.

Bouzek, L. Vibration behaviour of the asynchronous machine magnetic core[Text]: 15th European Conference on Power Electronics and Applications / L. Bouzek, R. Pechanek. – Lille, 2013. -- P. 1 -- 7.

Гаев, А.В. Многоуровневый подход к конечно-элементному моделированию вибрационного состояния элементов турбогенераторов, содержащих композиционные материалы [Текст]: сб. докл. VII международной научно-технической конференции «Проблемы вибрации, виброналадки, вибромониторинга и диагностики оборудования электрических станций» / А.В. Гаев, Р.Э. Шевчук – М.: ОАО «ВТИ», 2013. -- С. 258 – 265.

Шевчук, Р.Э. Методы конечно-элементного моделирования вибрационного состояния элементов электрических машин, содержащих композитные структуры [Текст]: Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции c международным участием. Институт прикладной математики и механики СПбГПУ / Р.Э. Шевчук, А.В. Гаев. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. -- С. 143 – 146.

Боровков, А.И. Шесть фундаментальных задач в механике упругих композитов и гомогенизация [Текст] / А.И. Боровков, В.А. Пальмов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. -- 2008. -- № 4 (63). -- С. 27 – 37.

Боровков, А.И. Базовые решения и регулярное разложение в механике периодических композитов [Текст] / А.И. Боровков, В.А. Пальмов // Труды СПбГТУ. Вычислительная математика и механика. -- 2006. -- № 498. – С. 73 – 97.