【摘要】：不可再生資源的日趨減少和經(jīng)濟的快速發(fā)展使得我國對核電的需求量越來越大,大型主氦風機驅(qū)動電機是核電站反應堆一回路冷卻劑(氦氣)循環(huán)的驅(qū)動設備,通過其驅(qū)動冷卻劑為核電站反應堆提供冷卻介質(zhì),其轉(zhuǎn)子在高速運行下會受到較大的離心力作用,準確計算轉(zhuǎn)子的強度對電機的穩(wěn)定運行尤為重要。本文對轉(zhuǎn)子沖片的周向應力進行了分析,以一臺最大運行轉(zhuǎn)速為4200r/min的主氦風機驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子為算例,運用解析法得出了其轉(zhuǎn)子沖片的內(nèi)圓周向應力值,建立了轉(zhuǎn)子的三維模型,運用有限元法得出了轉(zhuǎn)子鐵心周向應力云圖,將有限元法得出的轉(zhuǎn)子沖片內(nèi)圓周向應力值與解析法得出的結果進行了對比,從而對本文運用的分析方法的正確性進行了驗證。運用有限元法仿真計算了不同工況下轉(zhuǎn)子鐵心的Mises等效應力分布情況,并對轉(zhuǎn)子沖片的強度進行了校核。采用控制變量法分析得出了轉(zhuǎn)子鐵心與軸的裝配過盈量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子溫度這三種因素對轉(zhuǎn)子沖片Mises等效應力和其與軸過盈面接觸壓力的影響。本文以轉(zhuǎn)子沖片的應力滿足強度要求為前提對其結構進行了優(yōu)化,通過改變轉(zhuǎn)子槽形、改變轉(zhuǎn)子沖片軸向通風孔的位置或其軸向通風孔直徑的大小改進轉(zhuǎn)子沖片的結構,計算了轉(zhuǎn)子鐵心在不同結構下的Mises等效應力分布情況,分析了不同結構下的轉(zhuǎn)子沖片抵抗破壞的能力,設計出了一種因去掉軸向通風孔而降低了其最大Mises等效應力點值的強度更高的轉(zhuǎn)子沖片結構。本文對轉(zhuǎn)子端部的強度進行了研究,建立了轉(zhuǎn)子端部的三維模型,采用有限元法得出了高速運行下轉(zhuǎn)子端部的應力分布情況,并對其強度進行了校核。設計出了一種強度更高的轉(zhuǎn)子端部,將原結構中端環(huán)與護環(huán)的配合方式由間隙配合改為了過盈配合,使得在高速運行時護環(huán)有效地限制了端環(huán)和銅條的徑向變形。分析對比了優(yōu)化前后轉(zhuǎn)子端部的強度,闡述了優(yōu)化的合理和必要性。論文研究的內(nèi)容為電機轉(zhuǎn)子在外力的作用下抵抗永久變形和斷裂能力的提高以及轉(zhuǎn)子的結構設計提供了理論參考,對主氦風機驅(qū)動電機的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM623.2

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本文編號：2780959