Konstruktion av lagerlösning till en TFM generator för vindkraft

Sammanfattning: Detta kandidatexamensarbete syftar till att konstruera ett förslag på en lagerlösning till en generator av typen TFM [1], utvecklad av Anders Hagnestål vid KTH, som är tänkt att användas i vind- eller vågkraft. Generatorn alstrar inre elektromagnetiska krafter som ger upphov till påfrestningar på dess konstruktion, inte minst på de kullager som håller generatorns struktur på plats. Valet av lager föll på ett axialkullager i hybridutförande då den betydande delen av den elektromagnetiska kraften verkar rent axiellt. Hybridlagret består av keramiska kulor mot en kulbana av lagerstål, en kombination som motstår högre tryck än axialkullager med stålkulor. Keramiska kulor används främst för att undvika problem med elektriska urladdningar mellan lagerbana och kula, vilka uppkommer på grund av switchtransienter i strömmen från kraftelektroniksystemet. Lagrets placering i generatorn är av stor vikt, något som togs i beaktning för att minimera utböjningen i konstruktionen. Fokus har lagts på att analysera utböjningen av rotorskivan och de punkter där trycket på kullagret är som störst, dvs i kontaktytan mellan kulan och lagerbanan. Hertz yttryck användes för att beräkna kontakttrycket mellan kula och lagerbana och Finita Element Metoden för att beräkna utböjningen av rotorskivan.