Per i macchinari e le apparecchiature azionati dal motore elettrico, la forza assiale o la spinta assiale è generata dall'errore del riferimento di allineamento dell'installazione e del giunto e dai fattori strutturali del motore a corrente alternata.
Per le dimensioni medie e grandi del motore con struttura portante scorrevole, la forza assiale viene generata perché il motore non funziona sulla linea centrale elettromagnetica.
Il rotore causerà inevitabilmente un'eccentricità assiale e la trazione assiale o la spinta assiale generata causeranno un impatto sull'attrezzatura meccanica condotta.
Se la deviazione tra la linea centrale elettromagnetica e la linea centrale meccanica è troppo grande, i cuscinetti del motore elettrico e l'attrezzatura meccanica da esso azionata causeranno gravi danni e causeranno gravi incidenti all'intera macchina.
Allo stesso modo, per il motore con cuscinetto volvente, sebbene la posizione assiale del rotore sia fissa, la forza assiale che agisce sul cuscinetto volvente ne ridurrà sicuramente la durata e, in casi gravi, porterà alla bruciatura del cuscinetto volvente.
Pertanto, è molto importante considerare la relazione tra lo spostamento della linea centrale elettromagnetica e la forza assiale sia dal punto di vista operativo che da quello della progettazione.
Metodo di calcolo della forza assiale del motore elettrico
Secondo la legge di Maxwell: la forza elettromagnetica che agisce su un oggetto ferromagnetico magnetizzato è proporzionale all'area totale delle linee di forza magnetiche che attraversano i poli magnetici e al quadratico dell'intensità dell'induzione magnetica nel traferro.
Se la forza di induzione magnetica B è distribuita uniformemente lungo la superficie del polo, la forza elettromagnetica viene calcolata secondo l'equazione (1).
F=SBδ2/2μ0………………. (1)
formula (1)
F - forza elettromagnetica in J/cm;
Bδ - forza di induzione magnetica del traferro, unità Wb/cm2;
S - l'area totale della superficie del polo magnetico, in cm2;
µ0 - permeabilità magnetica del traferro.
la formula (1) è la forza elettromagnetica del campo magnetico rotante nella condizione operativa in cui il motore funziona sulla linea centrale elettromagnetica e la forza assiale è zero.
La forza assiale viene generata a causa dell'errore di riferimento determinato dell'installazione e dell'allineamento del giunto, nonché dei fattori strutturali del motore per far funzionare il motore nella deviazione dallo stato della linea centrale elettromagnetica della trazione assiale o della spinta assiale.
Il calcolo della forza assiale dovrebbe tenere conto dell'effetto di saturazione del circuito magnetico e dell'effetto marginale del traferro.
Nei calcoli ingegneristici attuali, la formula (1) non è pratica, solitamente il calcolo della forza assiale di 1 mm per kilowatt di offset della linea centrale elettromagnetica calibrata dalla linea di base, la forza assiale di 0,000478 N/kW è sufficiente una breve stima.
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