转子轴的挠度和临界转速计算方法总结

永磁发电机的转子轴必须有足够的刚度和强度，以保证永磁发电机在吊装、储运及运行时不致因为转子变形过大而影响永磁发电机的正常运行。

转子轴在两轴承之间具有一定的长度，作用在这段长度上的各种力使转子轴产生挠度。挠度又进一步改变气隙的均匀度，这又使单边磁拉力加大，而单边磁拉力加大，又使转子轴的挠度增加。

图9-8所示是轴伸端无作用力的永磁发电机转子轴挠度计算图。

图9-8 轴伸无作用力的转子轴挠度

（1）转子总成形成的挠度

将转子铁心和转子毂及永磁体重量的这段长度的总重量的均布载荷视作集中载荷P作用在转子铁心中心处，在A—A截面上的假想挠度为

式中 f₁——b₁段的挠度，单位为cm或mm；

f₂——b₂段的挠度，单位为cm或mm；

P——转子铁心（或转子毂）、永磁体及转子轴与铁心长度相等那段长度的重量的总和，单位为kg；

E——转子轴的弹性模量，单位为kg/cm²。常取E=2.1×10⁶ kg/cm²；

L——转子轴两轴承支点间的距离，单位为cm。

由b₁端开始的A₁由下式求得：

同理可求出由b₂端开始的A₂。

式中 J_i——在i处轴截面的惯性矩，单位为cm⁴，对于实心转子轴；对于空心转子轴，其中。

在A—A截面处由重量引起的挠度f_p（cm）为

当转子左右对称时，b₁=b₂，A₁=A₂，则转子轴的挠度f_p（cm）为

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（2）单边磁拉力在转子轴铁心中央产生的挠度

单边磁拉力P₂（N）为

P₂=2.94DL_ef （9-34）

式中 D——转子外径，单位为cm；

L_ef——转子镶嵌永磁体轴向长度，单位为cm。

与单边磁拉力成比例的转子轴挠度f₀（cm）为

单边磁拉力产生的最后挠度f_m（cm）为

式中m=f₀/e₀。

e₀——转子初次计算偏心，单位为cm，一般取e₀=0.1δ。

（3）转子轴总挠度

转子轴铁心中心处的总挠度（cm）由下式给出：

f=f_p+f_m≤[f] （9-37）

式中 [f]——许用挠度，单位为cm。

[f]=（8%～10%）δ （9-38）

（4）转子的临界转速

永磁发电机转子的临界转速n_p（r/min）为

式中 m=f₀/e₀。