Тепловая неуравновешенность ротора.

Тепловой неуравновешенностью ротора будем называть состояние ротора, которое вследствие неравномерного нагрева ротора или изменения его температуры во время вращения приводит к появлению центробежных сил и моментов, вызывающих переменные нагрузки на опоры ротора и его изгиб.

Происхождение тепловой неуравновешенности ротора, и связанного с ней теплового дисбаланса ротора, в большинстве случаев вызывается одной из следующих причин:

несимметрия тепловых полей ротора электрической машины вследствие витковых замыканий в обмотке ротора, обрывов и растрескивания стержней, при неравномерной толщине изоляции обмотки ротора, отсутствия тепловых зазоров между пазовыми клиньями и др.; при этом допускаемая тепловая несимметрия в большинстве случаев лежит в пределах 0,2... 1°С ;

неравномерное охлаждение ротора вследствие насадки рабочих колес, пром.в ставок и других деталей с перекосом и недостаточными осевыми зазорами, нарушения равномерности теплообмена, отсутствие осевых зазоров между насадными деталями ротора;

изменения остаточных напряжений от термомеханической обработки или многократных перегревов при нагреве ротора, вызывающие перераспределение масс относительно оси ротора; такой тепловой прогиб возможен и при совершенно равномерном прогреве, например, при разогреве ротора после пуска двигателя неуравновешенность ротора может меняться до достижения ротором стабильной температуры;

разъединение (ослабление) посадки деталей (например железа или массивных дисков) ротора на валу при температурных расширениях;

касания (задевания) статора ротором ( в т.ч. в лабиринтных уплотнениях) из —з а недостаточных зазоров, эксцентриситета или повышенной вибрации.

При асимметрии температурного поля ротор прогибается в сторону большей температуры, что приводит к появлению теплового дисбаланса. Для свободно опертого стального ротора при линейном распределении температур в радиальном направлении стрела теплового прогиба может быть определена по приближенной формуле:

— диаметр ротора.

Например, при длине ротора 8 метров и диаметре 1 метр на каждый градус разницы температур стрела прогиба составит 0,1 мм, что примерно в 20 раз превышает допуск на отклонение центров масс при балансировке на станке.