مدلسازی و تحلیل دینامیک حرکت ارتعاشی رتور در ماشین‌های القایی با سه درجه آزادی

بیرینگ‌ها یکی از مهمترین اجزای ماشین الکتریکی می‌باشند که بطور پیوسته در معرض نیروهای مکانیکی و الکترومغناطیسی قرار دارند. برآیند نیرویهای حاصل بر رتور می‌تواند به دینامیک حرکتی ناخواسته رتور در طول فاصله هوایی ماشین منجر شود. در این مقاله، روش مدلسازی یکپارچه معادلات الکترومغناطیسی و دینامیکی ماشین‌های القایی معرفی و با استفاده از آن آنالیز دقیقی از رفتار دینامیکی حرکت رتور در فاصله هوایی ارایه می‌شود. برای این منظور ، ابتدا نیروهای حاصل از تقابل میدان‌های الکترومغناطیسی ماشین القایی در طول فاصله هوایی تعیین و سپس با استفاده از اصل بقای انرژی، مدل دینامیکی حرکت رتور با سه درجه آزادی معرفی می‌گردد. با استفاده از مدلسازی یکپارچه در ماشین القایی می‌توان موقعیت لحظه‌ی رتور در فاصله هوایی و همچنین نیروهای وارد بر بیرینگ را بر اساس پارامتر های الکتریکی و مکانیکی ماشین القایی بصورت همزمان شناسایی و تعیین نمود. جهت اعتبارسنجی مدل ارائه شده، نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از اندازه‌گیری آزمایشگاهی مقایسه شده است.

Modeling and dynamic analysis of vibratory rotor motion in‎ induction machine‌s with three degrees of freedom

Bearings are one of the most important components of an electric machine that are continuously exposed to the electromagnetic and mechanical forces. Vibration caused by various mechanical and electrical faults can impose an irregular rotormotion in the machine airgap. In this paper, with the augmented modeling of the electromagnetic and mechanical equations of an induction machine, the dynamics of rotor movement in the air gap are introduced. For this purpose, using the principle of the energy conservation and the Lagrangian theorem, the electromagnetic forces and torques generated from the electromagnetic field of an induction machine are applied by in the mechanical equations of the rotor with three degrees of freedom. Then, the instantaneous position of the rotor in the airgap and the electromagnetic redial forces on bearing surfaces are identified based on the electrical and mechanical parameters. The numerical analysis is backed up with the experimental results as well in order to validate the accuracy of the proposed model. lrm;