DRGANIA WŁASNE KONSTRUKCJI DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO

Podobne dokumenty
WYZNACZANIE DRGAŃ WŁASNYCH KONSTRUKCJI DWUBIEGOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH

MOMENT ORAZ SIŁY POCHODZENIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W DWUBIEGOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

ŁAGODNA SYNCHRONIZACJA SILNIKA SYNCHRONICZNEGO DUŻEJ MOCY Z PRĘDKOŚCI NADSYNCHRONICZNEJ

ZJAWISKA W OBWODACH TŁUMIĄCYCH PODCZAS ZAKŁÓCEŃ PRACY TURBOGENERATORA

WPŁYW PARAMETRÓW UKŁADU NAPĘDOWEGO NA SKUTECZNOŚĆ SYNCHRONIZACJI SILNIKA DWUBIEGOWEGO

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

BADANIA DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO O PRZEŁĄCZALNYCH UZWOJENIACH TWORNIKA I WZBUDZENIA

DRGANIA ORAZ SIŁY POCHODZENIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W DWUBIEGOWYCH SILNIKACH SYNCHRONICZNYCH DUŻEJ MOCY

PORÓWNANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO ORAZ SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI I ROZRUCHEM BEZPOŚREDNIM - BADANIA EKSPERYMENTALNE

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/

OBLICZENIOWE BADANIE ZJAWISK WYWOŁANYCH USZKODZENIEM KLATKI WIRNIKA

DWUBIEGOWY SILNIK SYNCHRONICZNY SYNCHRONIZOWANY NAPIĘCIEM ZMIENNYM

WPŁYW UKŁADU STEROWANIA PRĄDEM WZBUDZENIA NA PROCES SYNCHRONIZACJI SILNIKA SYNCHRONICZNEGO

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

ROZRUCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH DUŻEJ MOCY PRZY CZĘŚCIOWYM ZASILANIU UZWOJENIA STOJANA

ZASTOSOWANIE SKOSU STOJANA W JEDNOFAZOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

WPŁYW ROZMIESZCZENIA MAGNESÓW NA WŁAŚCIWOŚCI EKSPOATACYJNE SILNIKA TYPU LSPMSM

POLOWO - OBWODOWY MODEL BEZSZCZOTKOWEJ WZBUDNICY GENERATORA SYNCHRONICZNEGO

TECHNOLOGICZNE I EKSPLOATACYJNE SKUTKI ZMIAN KSZTAŁTU PRĘTA KLATKI SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY

SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH PRZEZ ZMIANĘ KIERUNKU PRZEPŁYWU PRĄDU WZBUDZENIA

ANALIZA PORÓWNAWCZA WYBRANYCH MODELI SILNIKÓW TARCZOWYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

ANALIZA DRGAŃ WŁASNYCH SILNIKA BLDC

WPŁYW KLINÓW MAGNETYCZNYCH NA WŁAŚCIWOŚCI ROZRUCHOWE SILNIKA INDUKCYJNEGO

WPŁYW KSZTAŁTU SZCZELINY POWIETRZNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WZBUDZANEGO MAGNESAMI TRWAŁYMI

BADANIA EKSPERYMENTALNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI DYNAMICZNYCH RDZENIA STOJANA GENERATORA DUŻEJ MOCY 1. WSTĘP

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

Prace Naukowe Instytutu Maszyn i Napędów Elektrycznych Nr 44 Politechniki Wrocławskiej Nr 44

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO

WERYFIKACJA METOD OBLICZENIOWYCH SILNIKÓW TARCZOWYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

ZJAWISKA CIEPLNE W MODELU MASZYNY SYNCHRONICZNEJ Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Diagnostyka drganiowa trakcyjnych maszyn elektrycznych - przykład asymetrii geometrii promieniowej między stojanem a wirnikiem

MODELOWANIE UKŁADU REGULACJI MOCY CZYNNEJ TURBOGENERATORA

WYSOKOSPRAWNY JEDNOFAZOWY SILNIK LSPMSM O LICZBIE BIEGUNÓW 2p = 4 BADANIA EKSPERYMENTALNE

WPŁYW EKSCENTRYCZNOŚCI STATYCZNEJ WIRNIKA I NIEJEDNAKOWEGO NAMAGNESOWANIA MAGNESÓW NA POSTAĆ DEFORMACJI STOJANA W SILNIKU BLDC

MODELOWANIE POŁĄCZEŃ TYPU SWORZEŃ OTWÓR ZA POMOCĄ MES BEZ UŻYCIA ANALIZY KONTAKTOWEJ

MAGNETOELEKTRYCZNY SILNIK MAŁEJ MOCY Z KOMPAKTOWYM WIRNIKIEM HYBRYDOWYM I Z ROZRUCHEM SYNCHRONICZNYM

BADANIE STABILNOŚCI TURBOGENERATORA PRZY ZMIANACH OBCIĄśENIA

WPŁYW OSADZENIA MAGNESU NA PARAMETRY SILNIKA MAGNETOELEKTRYCZNEGO O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM, DWUBIEGOWYM, O UŁAMKOWYM STOSUNKU PRĘDKOŚCI

TECHNOLOGIA MONTAŻU MAGNESÓW TRWAŁYCH W WIRNIKU SILNIKA SYNCHRONICZNEGO DUŻEJ MOCY

ROZRUCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

KSZTAŁTOWANIE POLA MAGNETYCZNEGO W DWUBIEGOWYCH SILNIKACH SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Diagnostyka silnika indukcyjnego z wykorzystaniem dostępnych napięć stojana

NOWA SERIA WYSOKOSPRAWNYCH DWUBIEGUNOWYCH GENERATORÓW SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

MAGNETIC FORCES CALCULATION IN TWO-SPEED, LARGE POWER, SALIENT POLE, SYNCHRONOUS MOTOR

APLIKACJA NAPISANA W ŚRODOWISKU LABVIEW SŁUŻĄCA DO WYZNACZANIA WSPÓŁCZYNNIKA UZWOJENIA MASZYNY INDUKCYJNEJ

TRÓJWYMIAROWA ANALIZA POLA MAGNETYCZNEGO W KOMUTATOROWYM SILNIKU PRĄDU STAŁEGO

ZASTOSOWANIE SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU STOJANA W DIAGNOSTYCE SILNIKA INDUKCYJNEGO PODCZAS ROZRUCHU

MODELOWANIE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH Z ELEMENTAMI NIESYMETRII

SILNIK TARCZOWY Z WIRNIKIEM WEWNĘTRZNYM - OBLICZENIA OBWODU ELEKTROMAGNETYCZNEGO

ZWARCIE POMIAROWE JAKO METODA WYKRYWANIA USZKODZEŃ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

Silnik tarczowy z wirnikiem wewnętrznym

GĘSTOŚĆ PRĄDU W PRĘTACH USZKODZONEJ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

Energooszczędne silniki elektryczne prądu przemiennego

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO Z ZASTOSOWANIEM SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU CZĘŚĆ 2 ZASILANIE NIESYMETRYCZNE

WPŁYW SZEROKOŚCI OTWARCIA ŻŁOBKÓW NA STATYCZNE I DYNAMICZNE CHARAKTERYSTYKI SILNIKA INDUKCYJNEGO MAŁEJ MOCY

ANALIZA PRZEBIEGU PRACY TURBOGENERATORA PO WYSTĄPIENIU SAMOCZYNNEGO PONOWNEGO ZAŁĄCZENIA LINII

SAMOCZYNNA SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW LSPMSM

POLOWO-OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

SILNIK SYNCHRONICZNY WZBUDZANY MAGNESAMI TRWAŁYMI W NAPĘDZIE POMPY DUŻEJ MOCY

ANALIZA WPŁYWU SPOSOBU NAMAGNESOWANIA MAGNESÓW NA PRZEBIEGI CZASOWE WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I MECHANICZNYCH W SILNIKU BEZSZCZOTKOWYM

MODELOWANIE SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O UZWOJENIACH SKUPIONYCH

ANALIZA DRGAŃ STOJANA SILNIKA BLDC POCHODZENIA MAGNETYCZNEGO

ZASTOSOWANIE MAGNESÓW TRWAŁYCH W SILNIKACH ELEKTRYCZNYCH DUŻEJ MOCY

ANALIZA WPŁYWU NIESYMETRII NAPIĘCIA SIECI NA OBCIĄŻALNOŚĆ TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

DWUBIEGOWE SILNIKI PRĄDU PRZEMIENNEGO

Badania drgań napędu z silnikiem reluktancyjnym przełączalnym z zastosowaniem analizy modalnej

SILNIK TARCZOWY TYPU TORUS S-NS - OBLICZENIA OBWODU ELEKTROMAGNETYCZNEGO

ANALIZA NUMERYCZNA CFD UKŁADÓW CHŁODZENIA MASZYN ELEKTRYCZNYCH - WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA - CZ. II

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

DWUKIERUNKOWY JEDNOFAZOWY SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

PORÓWNANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO I JEDNOFAZOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI. BADANIA EKSPERYMENTALNE

PORÓWNANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI I ROZRUCHEM BEZPOŚREDNIM

ANALIZA STRUKTUR MAGNETOELEKTRYCZNYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH O ROZRUCHU CZĘSTOTLIWOŚCIOWYM. OBLICZENIA

OBLICZENIA POLOWE SILNIKA PRZEŁĄCZALNEGO RELUKTANCYJNEGO (SRM) W CELU JEGO OPTYMALIZACJI

BADANIA GENERATORA INDUKCYJNEGO WZBUDZANEGO KONDENSATORAMI OBCIĄŻENIE NIESYMETRYCZNE

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

PROJEKT SILNIKA TARCZOWEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

MODEL POLOWO-OBWODOWY SILNIKA INDUKCYJNEGO ZE ZWARCIAMI ZWOJOWYMI

ZESZYTY NAUKOWE ISTYTUTU POJAZDÓW 2(98)/2014

AWARYJNE STANY PRACY SILNIKÓW INDUKCYJNYCH PIERŚCIENIOWYCH

BADANIA SYMULACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH PRZEZNACZONYCH DO NAPĘDU WYSOKOOBROTOWEGO

MINIMALIZACJA PULSACJI PRĘDKOŚCI PODCZAS SYNCHRONIZACJI SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH MASZYN RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM ŚREDNIEGO NAPIĘCIA POPRZEZ JEGO ZASILANIE Z PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 75/

MODELOWANIE SAMOWZBUDNYCH PRĄDNIC INDUKCYJNYCH

SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH. WYBÓR CHWILI ZAŁĄCZENIA PRĄDU WZBUDZENIA

BADANIE WPŁYWU GRUBOŚCI SZCZELINY POWIETRZNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH W OPARCIU O OBLICZENIA POLOWE

MOMENT I SIŁA ELEKTROMOTORYCZNA W NOWYM SYNCHRONICZNYM SILNIKU TARCZOWYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O WYDATNYCH BIEGUNACH STOJANA

ZASTOSOWANIE METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH DO WYZNACZANIA PARAMETRÓW ELEKTROMAGNETYCZNYCH SILNIKA PMSM

Optymalizacja konstrukcji wymiennika ciepła

MODELOWANIE SILNIKA KOMUTATOROWEGO O MAGNESACH TRWAŁYCH ZASILANEGO Z PRZEKSZTAŁTNIKA IMPULSOWEGO

Transkrypt:

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/2008 193 Janusz Bialik, Jan Zawilak Politechnika Wrocławska, Wrocław DRGANIA WŁASNE KONSTRUKCJI DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO FREE VIBRATION ANALYSIS OF THE TWO-SPEED SYNCHRONOUS MOTOR Abstract: In this article the ree vibration s calculation method, o the electrical motors with very complicated structure, are presented. An example o such machines are a two-speed synchronous motors. Calculation were done using two- and three dimensional FEM models. The aim o this paper is a presentation o the calculation results o the motor type GAe1510/12p which has two dierent rotational speeds: n=500 rpm (2p=12) and n=600 rpm (2p=10) and appertaining powers: P=600 kw and P=1050 kw. Results o the presented analysis are the next step in understanding problems existing in such motors, i.e. electromagnetic noise or vibration o electromagnetic origin. 1. Wstęp W celu przeprowadzenia analizy drgań pochodzenia elektromagnetycznego konieczna jest inormacja o ich wymuszeniach, jak i o konstrukcji badanego układu. Inormację o wymuszeniach można uzyskać na drodze modelowania polowo-obwodowego. Modelowanie to pozwala wyznaczyć siły będące źródłem drgań pochodzenia elektromagnetycznego [3, 4]. Inormację o konstrukcji badanego obiektu można uzyskać na drodze obliczeń mechanicznych. W przypadku istniejących obiektów można dokonać pomiarów drgań własnych konstrukcji. W wielu jednak przypadkach nie jest to zadanie łatwe, a czasami wręcz niemożliwe (gł. obiekty dużych rozmiarów pracujących w przemyśle). Wówczas do dyspozycji pozostają metody MES, które w sposób relatywnie szybki i łatwy pozwala na analizę badanej struktury. Oba podejścia pomiary i modelowanie, mają na celu wyznaczenie drgań własnych badanej konstrukcji, co w połączeniu ze znanymi wymuszeniami (siły pochodzenia elektromagnetycznego) daje nam pełny obraz problemów akustyczno-wibracyjnych badanych maszyn. Modelowanie MES ma również tą przewagę nad pomiarami, iż umożliwia dokonywanie modyikacji konstrukcji obiektu i badanie ich wpływu na układ bez dodatkowych kosztów. Celem niniejszej pracy jest prezentacja wyników obliczeń analizy modalnej konstrukcji dwubiegowego silnika synchronicznego typu GAe1510/12p [1, 2] o dwóch prędkościach obrotowych: n=500 (2p=12) i n=600 obr/min (2p=10) oraz mocach znamionowych odpowiednio P= 600kW i 1050kW. Wyniki tej ana- lizy stanowią kolejny krok w zrozumieniu problemów takich, jak hałas magnetyczny czy drgania mechaniczne pochodzenia elektromagnetycznego w wyżej wymienionych maszynach. 2. Model obliczeniowy Analizę drgań własnych konstrukcji badanego silnika dwubiegowego typu GAe1510-12p przeprowadzono opracowując modele elementów skończonych w przestrzeni dwu- i trójwymiarowej [6]: jarzmo stojana silnika dwubiegowego wraz z uzwojeniem twornika zamodelowano w przestrzeni dwuwymiarowej. Wyniki z tej analizy posłużyły do opracowania ekwiwalentnej (w przestrzeni dwuwymiarowej) cylindrycznej struktury będącej substytutem jarzma stojana silnika; opracowana ekwiwalentna struktura następnie została zaadoptowana do modelu trójwymiarowego, który zawiera pozostałe elementy konstrukcyjne obudowy silnika (tj. śruby ściągające, żebra, płaszcz itd.). Podejście takie jest niezbędne ze względu na skomplikowaną geometrię badanego silnika dwubiegowego dużej mocy. Model jarzma stojana (Rys.1) uwzględnia właściwości mechaniczne żelaza stojana wraz z izotropowymi własnościami uzwojenia twornika oraz izotropowymi własnościami klinów stojana. Wpływ czół uzwojenia twornika na wyniki analizy uwzględniono w modelu jako masy dodatkowe, których sumaryczna masa odpowiada masie

194 Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/2008 uzwojenia (miedź wraz z izolacją wysokonapięciową) w tej części modelowanego silnika. Dla uzyskania odpowiedniej dokładności obliczeń model obliczeniowy wymaga dużej liczby węzłów siatki MES (np. dwuwymiarowy model miał ok. 70 000 niewiadomych). Im większa liczba węzłów tym dłuższy czas oczekiwania na wyniki obliczeń. W przypadku trójwymiarowego modelu obliczeń konstrukcji synchronicznego silnika dwubiegowego, liczba niewiadomych przekroczy liczbę jednego miliona. Długi czas obliczeń (wynikający z wielkości modelu) jest często nie do zaakceptowania w procesie projektowania maszyn. Drugim powodem, dla którego zastosowano modelowanie w dwóch etapach to akt, iż duża liczba szczegółów w modelu obliczeniowym powoduje wystąpienie bardzo gęstego spektrum częstotliwości drgań własnych badanej konstrukcji [6] co z kolei utrudnia analizę otrzymanych wyników. Właściwości materiałów zastosowanych w analizie pełnego modelu 2D zestawiono w tabeli 1. Tabela 1. Właściwości materiałowe elementów pełnego modelu 2D materiał jarzmo stojana miedź uzwojenia E xy ν xy ρ MPa -- kg/m 3 2,1 10 11 0,29 7850 1 10 10 0,045 9089 izolacja 1 10 9 0,3 3950 Rys. 1. 2D model silnika synchronicznego ( rzut ogólny ( część modelu wraz z siatką MES klin 2,15 10 10 0,3 2025 3. Analiza drgań własnych Kryterium jakie przyjęto w opracowaniu ekwiwalentnej struktury jarzma stojana silnika dwubiegowego to założenie powtarzalności spektrum postaci drgań własnych obu struktur (modelu rzeczywistego oraz modelu uproszczonego). Dzięki zastosowanemu podejściu uzyskano wielokrotne zredukowanie liczby równań zastępczego modelu jarzma. Na dwóch kolejnych rysunkach (rys.2 oraz rys.3) pokazano porównanie naturalnych orm drgań pomiędzy modelem rzeczywistym a modelem uproszczonym jarzma stojana silnika dwubiegowego. Należy zaznaczyć, że zewnętrzne średnice obu modeli są takie same, natomiast pozostałe wymiary wraz z własnościami mechanicznymi materiałów obu modeli są inne. Parametry obu dwuwymiarowych modeli obliczeniowych zestawiono w tabeli 2. Tabela 2. Parametry obu modeli 2D jarzma stojana silnika synchronicznego model pełny uproszczony średnica zewnętrzna [mm] 1450 1450 wysokość 150 64,4 moduł Younga 2,1 10 11 2,1 10 11 wsp. Poissona 0,29 0,29 gęstość [kg/m 3 ] 7850 12125

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/2008 195 Porównanie pomiędzy obydwoma modelami (uproszczonym oraz pełnym) zaprezentowano w tabeli 3. Rys. 3. Przykłady naturalnych modów uproszczonego mechanicznego 2D modelu silnika synchronicznego r=6, r=12 Wyniki jednoznacznie pokazują, że w granicy do 2,5 k oba modele dają podobne rezultaty. Uproszczony model jarzma stojana silnika dwubiegowego posiada ok. 1000 równań (pełny model posiadał ich ok. 70 000), co powoduje zmniejszenie liczby równań modelu w przestrzeni trójwymiarowej 70 razy. Tabela 3. Częstotliwości drgań własnych obu modeli 2D jarzma stojana silnika dwubiegowego model [] pełny 1488 1529 1644 1775 prosty 1487 1527 1640 1759 Rys. 2. Przykłady naturalnych modów rzeczywistego mechanicznego 2D modelu silnika synchronicznego r=6, r=12 pełny 1897 2069 2295 2419 prosty 1909 2062 2257 2347 Pełny trójwymiarowy model MES konstrukcji silnika dwubiegowego wykonany jest w całości z elementów typu SOLID a całkowita liczba niewiadomych wynosi 1 milion. Na rysunku 4a przedstawiono widok na konstrukcję badanej maszyny (część modelu usunięto w celu zwiększenia czytelności rysunku) a na rys. 4b pokazano siatkę elementów skończonych.

196 Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/2008 trójwymiarowego. Tylko pierwsze 46 modów zamieszczono w tej tabeli. Warunki graniczne Tabela 4. Wyniki analizy modalnej 1 62,4 11 411,9 2 95,6 12 462,9 3 129,4 13 568,4 4 147,8 14 613,7 5 152,8 15 677,9 6 205,9 16 684,8 7 215,4 17 693,7 8 264,8 20 705,9 9 302,4 21 760,7 10 358,2 26 791,2 29 841,0 33 871,1 34 902,9 38 913,7 39 918,9 40 927,4 41 932,9 42 935,0 45 956,1 46 969,1 Rys. 4. Widok pełnego trójwymiarowego modelu dwubiegowego silnika synchronicznego (część modelu usunięto w celu zwiększenia czytelności rysunku) ( oraz siatka elementów skończonych wraz z warunkami granicznymi ( W modelu wprowadzono, w punktach podparcia łap silnika do undamentu maszyny, sztywne warunki zamocowania. Model mechaniczny silnika dwubiegowego nie zawiera wirnika wraz ze stojakami łożyskowymi. Założenie to wynika z przyjęcia w obliczeniach nieodkształcalnego podłoża, co pociąga za sobą brak przekazywania drgań z wirnika poprzez stojaki łożyskowe na korpus silnika. Przedstawiona konstrukcja jest bardzo podatna na drgania śruby ściągające jarzmo stojana, żebra itp. powodują powstanie bardzo gęstego widma drgań prezentowanej struktury. Z punktu widzenia drgań ważne są tylko te harmoniczne, które znajdują się w pobliżu częstotliwości sił wymuszających (np. sił elektromagnetycznych) [5]. W tabeli 4 przedstawiono wyniki analizy modalnej opracowanego modelu Przykładowe rezultaty analizy modalnej pełnego modelu trójwymiarowego pokazano na rysunkach 5 8. Dla celów prezentacji wyników usunięto część modelu (płyty czołowe). Rys. 5. Wynik analizy modalnej (=206 )

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/2008 197 Rys. 6. Wynik analizy modalnej (=265 ) Rys. 7. Wynik analizy modalnej (=1000 ) 4. Podsumowanie Z przeprowadzonej analizy wynika, że: - w przedziale do 1 k drgania własne wywoływane są gł. przez korpus maszyny (żebra, podłużne śruby konstrukcji, itp.), - konstrukcja dwubiegowego silnika synchronicznego typu GAe1510-12p jest bardzo wrażliwa na drgania poniżej 1 k można znaleźć ok. 50 modów własnych. 5. Literatura [1]. ANTAL L., ZAWILAK J., Kompensacja mocy biernej silnikiem synchronicznym, dwubiegowym o ułamkowym stosunku prędkości, Prace Nauk. IMiNE. PWr. nr 48, Studia i Materiały nr 20 Mat. kon. XXXVI Symp. Maszyn Elektr., Szklarska Poręba, 2000, s. 122-130. [2]. ANTAL L., ZAWILAK J., Wyniki badań dwubiegowego silnika synchronicznego, Zesz. Probl BOBRME Komel, nr 68, Katowice, 2004, s. 107-112. [3]. BIALIK J., ZAWILAK J., ANTAL L., Polowo-obwodowy model dwubiegowego silnika synchronicznego, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr 56, Studia i Materiały, Nr 24, Wrocław, 2004, s. 43-54. [4]. BIALIK J., ZAWILAK J., Drgania oraz siły pochodzenia elektromagnetycznego w dwubiegowych silnikach synchronicznych dużej mocy, Proceedings o XLI International Symposium on Electrical Machines SME 2005, Jarnołtówek, 2005, s. 55-64. [5]. WAKELEY K., Noise problem on large rotating machines, GEC Journal o Science & Technology, vol. 41, No 4, 1974, pp. 125-134 [6]. WITCZAK P., KACPERSKI M., Vibration modeling o a large power induction motor, Scientiic Papers o Technical University o Lodz, no. 965, 2005 Adres Autorów Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-372 Wrocław e-mail: janusz.bialik@pwr.wroc.pl jan.zawilak@pwr.wroc.pl Rys. 8. Wynik analizy modalnej (=1350 )