Deflection of a DC motor stator as a result of electromagnetic forces

• Autorzy: Idziak P.

Warianty tytułu

PL

Deformacje stojana maszyny prądu stałego zachodzące pod wpływem sił elektromagnetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the work was to determine the influence of saturation of DC machine magnetic circuit in a on mechanical properties of its stator, especially on stator susceptibility to vibrations. The frameless machines, with laminated stator, were subject to the research. Influence of the main field was determined for two cases: for motionless excited machine and for a rotating one. The influence effects were evaluated on the basis of measurements of mechanical stresses arising in the stator and on the basis of the measurement of its vibration. Both methods were non-invasive. An explicit relationship between the saturation of magnetic circuit and the stator rigidity was found for the machines without cast iron frame. Saturation of the magnetic circuit influences indirectly the value of resonance frequencies of the machine. The ODS method is useful for examination of rotating electrical machines. It enables evaluating the machine state under industrial conditions. Direct relationships between the operating point of the magnetic circuit of the machine and the eigenfrequency were demonstrated for a certain class of DC machines.

PL

Celem pracy jest określenie wpływu nasycenia obwodu magnetycznego maszyny prądu stałego na własności mechaniczne stojana, zawłaszcza na jego podatność na drgania. Badania prowadzono dla maszyn pozbawionych kadłuba o blachowanym stojanie. Oddziaływanie pola głównego określano dla dwóch przypadków: maszyny wzbudzonej i pozostającej w spoczynku oraz dla maszyny wirującej. Skutki oddziaływań oceniano na podstawie pomiaru naprężeń mechanicznych powstających w stojanie oraz na podstawie pomiaru drgań. Obie stosowane metody były bezinwazyjne. Stwierdzono wyraźny związek między nasyceniem obwodu magnetycznego a sztywnością stojana. Nasycenie obwodu wpływa pośrednio na wartość częstotliwości rezonansowych maszyny. Zaproponowana i stosowana w badaniach metoda ODS jest przydatna w badaniu maszyn elektrycznych wirujących. Umożliwia ocenę stanu maszyny w warunkach przemysłowych. Wykazano, dla pewnej klasy konstrukcji maszyn DC, bezpośrednie związki pomiędzy punktem pracy obwodu magnetycznego maszyny a częstotliwością drgań własnych.

Słowa kluczowe

EN

DC motor; deformation; vibration; ODS method; mechanical stresses; saturation

PL

silnik prądu stałego; deformacja; drgania; metoda ODS; naprężenia mechaniczne; nasycenie

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 56, nr 2
• Strony: 127--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Idziak P.

• Institute of Industrial Electrical Engineering, Poznan University of Technology,

Bibliografia

• 1. Belahcen A.: Methods of Calculation the Magnetic Forces for Vibration and Noise in Analysis in Electrical Machines. Acta Polytechnica Scandinavica, Electrical Engineering, No. 103, 2000, pp. 2-54.
• 2. Ewins D. J.: Modal Testing: Theory and Practice. Research Studies Press Ltd, Letchworth, Hertfordshire, England, 1986, p. 269.
• 3. Hamata V.: Hluk elektryckych stroju (Nose of electrical machines - in Czech). Academia VED, Praha 1987, p. 170.
• 4. Hoffmann K.:An Introduction to Measurements using Strain Gages. Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt 1989, p. 291.
• 5. Idziak P.: Influence of mechanical stresses cased by the magnetic field on the natural frequency of a DC machine stator. Proc. of XVII Symposium Electromagnetic Phenomena in Nonlinear Circuits, Leuven, Belgium, 2002, pp. 143-146.
• 6. Idziak P.: Mechanicheskie deformacje statora pod wozdeistwijem magnitow pola glownych polusow sowremiennoj elektricheskoj machiny postojanogo toka (Mechanical deformation of a stator under a magnetic field influence of the main poles of a modern DC electric motor - in Polish). Technicheskaja Elektrodinamika, No. 4, 2004, pp. 45-52.
• 7. Idziak P.: Wpływ pola elektromagnetycznego na deformacje stojana maszyny prqdu stałego (Influence of electromagnetic field on deformation of DC motor stator - in Polish). Zeszyty Naukowe Politechnika Wrocławska, Seria Materiały, 2000, No. 50, pp. 279-288.
• 8. Idziak P., Słowiński D.: Raport z badania deformacji pomostów pośrednich komina Elektrowni Pomorzany. Program do wizualizacji (Test of deformation of chimney indirect platform in power plant Pomorzany. Report, Computer programme - in Polish). Study of Institute of Industrial Electrical Engineering, Poznan University of Technology, 2005.
• 9. Imhoff J. F., et al.: Spectral Analysis of Electromagnetic Vibrations in D.C. Machines Through the Finite Element Method. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 25, No. 5, September 1989, pp. 3590-3592.
• 10. Richardson M. H.: Is it a Mode Shape, or an Operating Deflection Shape? Sound & Vibration Magazine 30th Anniversary Isuue, March 1997, pp. 1-11.
• 11. Uhl T., Lisowski W.: Eksploatacyjna analiza modalna (Exploitation model analysis - in Polish). Katedra Dynamiki Maszyn i Robotyki, AGH, Krakow 1999.
• 12. Vold H., Schwarz B., Richardson M.: Measuring Operating Deflection Shapes under Non-stationary Conditions. Proceedings of the International Modal Analysis Conference IMAC, 2000, Vol. 2, pp. 1655-1660.