專利名稱：降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪音的方法、實施此方法裝置及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)的噪音和振動的方法、一種用于實施此方法的連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的連接裝置、以及一種裝備有此種裝置的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
旋轉(zhuǎn)電機(jī)中噪音和振動的起因之一是因為定子的動態(tài)力傳遞到它所安裝在其中的機(jī)座上。這些動態(tài)力，特別是具有電磁來源的，具有振動形式且起源于定子的孔徑范圍。這些振動經(jīng)由機(jī)座中定子的連接點而傳送到機(jī)座上。機(jī)座的內(nèi)壁此時起著放大器的作用，結(jié)果由此而產(chǎn)生噪聲和隨之而來的振動。
在一種已知的實現(xiàn)形式中定子是懸掛在和此旋轉(zhuǎn)電機(jī)的端部支座相聯(lián)的金屬梁上。因此機(jī)座這時的振動表面受到限制。此裝置的功率因梁的彎屈作用而受限制。
在另一種已知的實現(xiàn)形式中定子是用金屬板式樣的連接系統(tǒng)連接在機(jī)座上。另外，減低噪聲和振動方面的成效由于金屬板剛度的各向同性特性而不足。
這些已知技術(shù)成效的不足是由于在定子和機(jī)座之間必需有很大的剛性。事實上，在定子和其支承結(jié)構(gòu)(機(jī)座)之間必需有大的剛度，才能承受旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力，使得能阻止住轉(zhuǎn)子和定子之間的大的靜態(tài)偏離中心。這種偏離中心使動態(tài)和靜態(tài)激發(fā)力的幅度增大。大的偏離中心能相應(yīng)導(dǎo)致振動幅度的增大和定子與轉(zhuǎn)子相粘接。
不過這不可避免的大的剛性成了定子發(fā)生噪音的振動傳向機(jī)座的最好的通道。
本發(fā)明的目的之一是提出一種將定子連接到機(jī)座上的裝置，以便能獲得一種比以往技術(shù)的明顯振動較輕且聲音更小的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
為此，申請人的研究工作基于對定子的靜應(yīng)力和動態(tài)力的研究和對連接定子于機(jī)座上所使用材料的流變性。
本發(fā)明因此涉及一種方法，可以使一種包含有一個轉(zhuǎn)子、一個和轉(zhuǎn)子同軸的定子、和一個機(jī)座，而定子通過若干不相連的連接點被連接在機(jī)座上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)降低振動和噪音。
按照此方法-計算該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力；-計算機(jī)座、轉(zhuǎn)子和定子的靜態(tài)剛度；-可對于定子在機(jī)座上的各連接點、從機(jī)座、定子和轉(zhuǎn)子之間的平衡狀態(tài)出發(fā)計算出，使在連接點處的切向剛性貢獻(xiàn)的總和承受小于或等于一預(yù)定值的定子的軸向或徑向位移的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力；-計算定子的動態(tài)力；-計算機(jī)座和定子的動態(tài)剛度；-對于各連接點計算一個徑向剛性貢獻(xiàn)，使得徑向剛性貢獻(xiàn)的總和以一個預(yù)定的向機(jī)座的傳遞系數(shù)緩和定子的動態(tài)力；-對于各連接點做成一種將定子連接在機(jī)座上的、表現(xiàn)出各向異性剛性的部件，其一個切向分量Kt等于對該被考察連接點計算得的切向剛性貢獻(xiàn)，而其一個徑向分量Kr等于對該被考察連接點計算得的徑向剛性貢獻(xiàn)；以及-使用連接部件將安裝在機(jī)座中的定子懸吊于連接點。
本發(fā)明同樣涉及用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的一種連接裝置，所說的電機(jī)包含有一個轉(zhuǎn)子、一個和該轉(zhuǎn)子同軸的定子、定子和轉(zhuǎn)子之間有間隙、和一個包含有用于連接定子的連接點的機(jī)座。
按照本發(fā)明，連接裝置包括安裝在連接點和定子之間的連接部件。
每個連接部件有各向異性剛性，這包括一個部分承受電機(jī)靜應(yīng)力的切向分量Kt和一個緩解定子相對機(jī)座部分的動態(tài)力的徑向分量Kr。
各切向分量Kt的總合以定子的小于或等于一小于間隙的預(yù)定值的軸向或徑向位移承受該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力。
各徑向分量Kr的總合以向機(jī)座的一個預(yù)定的傳遞系數(shù)緩和定子的動態(tài)力。
本發(fā)明還提供一種包含有如上描述的連接裝置的使用懸掛定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
這些連接部件的各向異性特性使得可以獲得對定子的正確支承(切向強(qiáng)剛性對抗靜應(yīng)力)、同時能有效地在徑向吸收定子的動態(tài)力(低徑向剛性)發(fā)生的振動。
本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征可參考插圖從接著的說明中得出。這些圖中

圖1為按照本發(fā)明的一種電機(jī)的橫截面的圖解表示。
圖2為圖1的一種表示，其中連接部件被換成了它們的等效彈簧。
定子的靜應(yīng)力主要是定子的固有重量、定子和轉(zhuǎn)子間的靜磁吸力、感應(yīng)電磁扭矩(轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時定子的反向感應(yīng))、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位移(被裝運(yùn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、推進(jìn)器馬達(dá)、地面振動等)引起的在定子上的慣性力。
這些靜應(yīng)力將引起定子對轉(zhuǎn)子的偏離中心。因此應(yīng)該在這些應(yīng)力的合力方向上使連接裝置的剛性很大，以限制偏離中心。這可通過在定子連接點處將強(qiáng)切向剛性的合力而達(dá)到。
此外，定子的動態(tài)力是主要的機(jī)座振動和噪音的發(fā)源，它們會引起徑向伸縮或徑向突出物樣式的形變。因此應(yīng)該在徑向使連接裝置的剛性能大量吸收振動。
通過在連接點處的徑向弱剛性便可做到這點。
本發(fā)明首先涉及一種降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)的振動和噪音的方法，此電機(jī)包含有一個轉(zhuǎn)子1、一個和轉(zhuǎn)子1同軸的定子2、和一個機(jī)座3，而定子2通過若干離散的連接點4被連接在機(jī)座3上。
按照此方法-計算該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力。這些應(yīng)力主要包括定子2的固有重量、定子2和轉(zhuǎn)子1間的靜磁吸力、感應(yīng)電磁扭矩(轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)時定子2的反向感應(yīng))、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位移(被裝運(yùn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、推進(jìn)器馬達(dá)等)引起的在定子2上的慣性力。
可以對不同結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行這些計算，例如★ 有標(biāo)稱負(fù)載時★ 有啟動扭矩的負(fù)載時★ 有短路扭矩的負(fù)載時
★ 有受慣性力(地震)作用的負(fù)載時。
-對于定子2在機(jī)座3上的各連接點計算出以小于或等于一預(yù)定值的定子的軸向或徑向位移使切向剛性分量的總和承受該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力時在連接點4處的切向剛性貢獻(xiàn)Kt。該軸向或徑向位移是根據(jù)結(jié)構(gòu)而預(yù)先確定的。例如對標(biāo)稱負(fù)載為間隙10的10％，而在啟動扭矩時為間隙10的15％，等等。
-計算定子2的動態(tài)力。這是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時在定子2中產(chǎn)生的應(yīng)力。
-計算機(jī)座3和定子2的動態(tài)剛度。
-對于各連接點4計算一個徑向剛性分量Kr，使徑向剛性貢獻(xiàn)的總和能以向機(jī)座3的一個預(yù)定的傳遞系數(shù)緩解定子2的動態(tài)力。
-對于各連接點4實現(xiàn)一種將定子2連接在機(jī)座3上的、表現(xiàn)出各向異性剛性的部件5。
此各向異性的剛性一方面包含有一個切向分量Kt，它等于對該被考察的連接點5以及為了對任意結(jié)構(gòu)都有保證安全的富余量而計算得的切向剛性貢獻(xiàn)；另一方面包含有一個徑向分量Kr，它等于對該被考察連接點5計算得的徑向剛性貢獻(xiàn)。
-在最后一個階段，使用被完成的連接部件5將懸掛在機(jī)座3的連接點4處的定子2安裝到機(jī)座3中。
本發(fā)明同樣涉及用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子2的一種連接裝置，所說的電機(jī)包含有一個轉(zhuǎn)子1、一個和該轉(zhuǎn)子1同軸的定子2、定子2和轉(zhuǎn)子1之間的間隙10、和一個包含有用于定子2的連接點4的機(jī)座3。
連接裝置包括安裝在連接點5和定子2之間的連接部件5。
每個連接部件5有各向異性剛性，包括一個部分承受電機(jī)靜應(yīng)力的切向貢獻(xiàn)Kt和一個緩解定子對機(jī)座部分動態(tài)力的徑向分量Kr。
各切向分量Kt的總和以定子的小于或等于一小于間隙的預(yù)定值的軸向或徑向位移承受該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力；而各徑向分量Kr的總和以機(jī)座上的一個預(yù)先確定的傳遞系數(shù)緩解定子的動態(tài)力。
在一種實現(xiàn)形式中，連接部件5是從一種包含有由鋼板8和彈性層9交替疊成的復(fù)合彈性層壓體完成的。從結(jié)構(gòu)看，此復(fù)合層壓體在疊放(拉伸/壓縮)方向的剛性遠(yuǎn)高于垂直(剪切)方向的剛性。
在圖1表示的實現(xiàn)形式中，裝置包含有8個連接部件每4個一起地分放在兩個橫向平面(只畫有一個)內(nèi)，均勻分布于45°、135°、225°、和315°處。
每個連接部件5包含有兩個往機(jī)座3上安裝的端點6和一個往定子2上安裝的中點7。疊放方向平行于定子2在安裝中點7處的切線。如此，每個連接部件5便完全是徑向(剪切)有弱剛性Kr而切向(拉伸/壓縮)為強(qiáng)剛性Kt。
當(dāng)然，對此裝置可以進(jìn)行改進(jìn)以減少連接部件數(shù)目。為使定子安裝完好必需的連接部件可以少到只有三個。
本發(fā)明同樣涉及一種裝備有按照本發(fā)明的連接部件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于所描述的實施或?qū)崿F(xiàn)方式，而可能有大量的變動方式，它們對于一個內(nèi)行技術(shù)人員是無需離開本發(fā)明就能容易做到的。特別是，連接部件的形狀、數(shù)目和排列布置都可不出本發(fā)明的范圍而進(jìn)行變動。同樣，旋轉(zhuǎn)電機(jī)靜應(yīng)力或動態(tài)力的計算結(jié)構(gòu)也可不出本發(fā)明的范圍而變動。
權(quán)利要求
1.一種減少旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動和噪音的方法，包含有一個轉(zhuǎn)子(1)、一個和此轉(zhuǎn)子(1)同軸的定子(2)、和一個機(jī)座(3)，其中的定子(2)在若干離散連接點(4)處被連接在機(jī)座(3)上其特征在于-計算該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力；-計算機(jī)座、定子和轉(zhuǎn)子的靜態(tài)剛度；-對于定子在機(jī)座上的各連接點、從定子、轉(zhuǎn)子和機(jī)座的平衡狀態(tài)出發(fā)計算出在連接點處的切向剛性貢獻(xiàn)，使得以小于或等于一預(yù)定值的定子的軸向或徑向位移使切向剛性貢獻(xiàn)的總和承受該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力；-計算定子的動態(tài)力；-計算機(jī)座和定子的動態(tài)剛度；-對于各連接點計算一個徑向剛性貢獻(xiàn)，使徑向剛性貢獻(xiàn)的總和以向機(jī)座上一預(yù)定的傳遞系數(shù)緩解定子的動態(tài)力；-對于各連接點實現(xiàn)一種將定子連接在機(jī)座上的、表現(xiàn)出各向異性剛性的部件，其一個切向分量Kt等于對該被考察連接點計算得的切向剛性貢獻(xiàn)，而其一個徑向分量Kr等于對該被考察連接點計算得的徑向剛性貢獻(xiàn)；以及-可使用連接部件將懸掛在機(jī)座的連接點處的定子安裝到機(jī)座中。
2.用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的連接裝置，所說的電機(jī)包含有一個轉(zhuǎn)子(1)、一個和該轉(zhuǎn)子(1)同軸的定子(2)、定子(2)和轉(zhuǎn)子(1)之間的間隙(10)、和一個包含有用于定子(2)的連接點(4)的機(jī)座(3)，該連接裝置的特征在于它包含有安裝在連接點(4)和定子(2)之間的連接部件(5)，各連接部件(5)均有各向異性剛性，包含一個部分承受電機(jī)靜應(yīng)力的切向分量Kt和一個部分緩解定子對機(jī)座的動態(tài)力的徑向分量Kr，各切向分量Kt的總和以定子的小于或等于一小于間隙(10)的預(yù)定值的軸向或徑向位移承受該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的靜應(yīng)力，各徑向分量Kr的總和以機(jī)座上的一個預(yù)先確定的傳遞系數(shù)緩解定子的動態(tài)力。
3.按照權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，該連接部件(5)由彈性層(9)與鋼板(8)的疊放的復(fù)合材料制成，并被放置在定子(2)和機(jī)座(3)之間、疊放方向平行于定子(2)上連接點(7)處的切線，各部件(5)都有兩個連接到機(jī)座(3)上的端點(6)和一個連接到定子(2)上的中心點(7)。
4.包含有一個轉(zhuǎn)子(1)、一個和此轉(zhuǎn)子(1)同軸的定子(2)、一個在定子(2)和轉(zhuǎn)子(1)之間的間隙(10)、和一個具有用于連接定子(2)的連接點(4)的機(jī)座(3)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于它包含有按照權(quán)利要求2或3中任何一項的一種連接裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的一種連接裝置,所說的電機(jī)包含有一個轉(zhuǎn)子(1)、一個和此轉(zhuǎn)子(1)同軸的定子(2)、一個處于定子(2)和轉(zhuǎn)子(1)之間的間隙(10)、和一個包含有用于定子(2)的連接點(4)的機(jī)座(3),按照本發(fā)明,該連接裝置包含有安裝在連接點(4)和定子(2)之間的連接部件(5),各連接部件(5)具有各向異性的剛性,使得能夠減少電機(jī)的振動和噪聲。
文檔編號F16F15/02GK1191408SQ98104478
公開日1998年8月26日 申請日期1998年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月20日
發(fā)明者里奧奈爾·杜蘭塔伊, 克里斯托弗·加爾米奇 申請人:Gec阿爾斯托姆摩特沃斯公司