Analysis of transfer matrix method using for calculation of electrical machines rotor with influence of magnetic pull

Tato diplomová práce se zabývá modelováním rotorových soustav pomocí numerické metody přenosových matic. Tato metoda je pro svou časovou efektivitu vhodná pro výpočty ohýbaných nosníků a analýzu výsledného průhybu a kritických otáček dané rotorové soustavy s ohlednem na vstupní počáteční podmínky. Jedním z významných vstupních parametrů takovéto analýzy je tuhost ložisek rotoru a její vliv na výsledné kritické otáčky rotoru. Nejdříve jsou prezentovány dostupné výpočtové metody pro ohýbané nosníky se zaměřením na vysvětlění principu metody přenosových matic. Následuje nastínění výpočtu tuhosti ložiska na základě teorie Hertzova kontaktního tlaku. Dále je stručně vysvětlen princip výpočtu tepelných ztrát generovaných v ložiscích rotoru. Další kapitoly se zaobírají popisem navrženého řešice rotorových systémů, založeného na metodě přenosových matic, s možností stanovit tuhost ložiska na základě Hertzova kontaktního tlaku a možnosí stanovit tepelné ztráty v ložiscích rotoru. Nakonec je ukázáno praktcké řešení zadaného rotoru s pomocí vyvinutého programu spolu s uvedením výsledné průhybové čáry, kritických otáček a tepelných ztrát v ložiscích. V závěru je také provedeno srovnání výsledků pro další přístup stanovení tuhosti ložiska, zvláště pak vliv na kritické otáčky daného rotoru, závery ze vzájemného porovnání jsou následovně implementovány ve vyvinutém řešiči.This master thesis is dealing with modeling of the rotor system based on the numerical transfer matrix calculations. This method is suitable for fast analysis of beam bodies to observe the resulting deflection and critical speed in regard to the initial circumstances. The bearing stiffness is a significant input factor that affects the outcomes of the analysis, especially the critical speed the rotor system. First of all,the available approaches to analyze the bended beam bodies are discussed focused on explanation of the transfer matrix algorithm. After that, the approach to estimate the bearing stiffness based on the Hertz contact theory is presented. Further, a brief explanation is given about the heat arising in the rotor bearings. The following chapters are focused on description of the software solver for rotor system analysis based on the transfer matrix method, considering the bearing stiffness estimation based on Hertz contact theory, with possible calculations of the induced bearing heat losses. In the end, the practical use of the developed software is presented with the analysis of the obtained results of the rotor deflection, critical speed, and bearing power loss. There is also discussed a comparison of the different bearing stiffness estimation with the impact to the computation outcomes, especially on the rotor critical speed, followed by comparison conclusion implementation into rotor system analysis.