大型感应电机定子结构分析

陈震林 潘跃林 吕敬高

（1. 湘潭电机股份有限公司, 湘潭411101； 2.海军驻湖南地区军事代表室, 湘潭 411101）

1 引言

电机在运行过程中同时受到重力、电磁力矩、离心力及机械不平衡力的作用，在这些载荷的共同作用下，电机各部件将产生较大的应力和变形，为了确保电机具有足够的强度和刚度，并能够长期安全运行，必须对整个电机结构以及各部件的应力分布及变形进行全面分析。

本文应用大型有限元分析软件 ANSYS对某大型感应电机定子进行了结构分析，得到了感应电机总体应力分布及位移，同时对该感应电机端盖进行了优化设计，得出了一些有益的结论，可为感应电机的设计提供参考。

2 结构分析理论基础

众所周知，在进行结构有限元分析时，首先要对结构进行离散化处理，即进行网格划分并确定单元类型、节点的几何坐标、负载和边界条件等信息参数，形成单元质量矩阵[M]e、阻尼矩阵[C]e、和刚度矩阵[M]e、通过组装单元矩阵得到结构的质量矩阵[M]、阻尼矩阵[C]及刚度矩阵[K]。则结构完整的结构分析有限元分析基本方程可写为：

求解式（2）即可得到结构在外力p（t）作用下的位移场解；由应力—应变关系进而得到结构的应力场解。

式（2）中的结构刚度矩阵[K]，与结构的几何形状有关，因为刚度矩阵[K]中的每一项元素都与结构模型中的节点坐标有关。而要保证[K]矩阵能够较好的反映结构的真实刚度，建立一个好的计算力学模型，逼真的模拟结构的几何形状和受力情况则是非常关键的。……