Exzentrizitätsfelder als Ursache von Laufinstabilitäten bei Asynchronmaschinen

Übersicht

Ausgangspunkt der Untersuchungen ist die Berechnung der Induktions-Drehfelder im Luftspalt von Induktionsmaschinen mit Käfigläufer bei exzentrischer Läuferlage unter Berücksichtigung der Rückwirkung des Läufers. Mit Hilfe der Luftspaltfelder und der Läufer-Dämpferstrombeläge wird die resultierende, zeitlich konstante einseitig magnetische Zugkraft aus der Wirkung der radialen Maxwell'schen Zugspannungen und der tangentialen Stromkräfte ermittelt. Die resultierende Kraft auf den Läufer besitzt zwei orthogonale Komponenten, nämlich die bekannte Kraftkomponente in Richtung der engsten Luftspaltstelle, welche auf das Schwingungssystem wie eine negative Feder wirkt, und eine Kraft mit einer Wirkungsrichtung senkrecht dazu. Aus den Bewegungsgleichungen der Läuferwelle wird abgeleitet, daß die zuletzt genannte Kraftkomponente wie eine äußere mechanische Dämpfung wirkt.

Contents

The starting point of the investigations is the calculation of harmonic fields in the air gap of cage induction motors with rotor eccentricity taking armature reaction into account. By means of harmonic fields and armature reaction current distribution the steady unbalanced magnetic pull is calculated, which arises from both the radial Maxwell tensile stress and the tangential electrodynamic force. The total unbalanced force acting upon rotor consists of two rectangular components, one of them is well known unbalanced force pulling rotor always to spot of shortest air gap length and thus being related to electro-magnetic spring constant and the second component is a force with its action line always perpendicular to the first one. From the equations of motion of the rotor shaft it is shown that the last mentioned force component is acting like an external mechanical damping force.