質(zhì)心偏移式雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)的自同步理論與仿真研究.pdf

1、自從上世紀(jì)60年代，國內(nèi)外學(xué)者對自同步振動系統(tǒng)的機電耦合特性就進行了大量的研究工作，得到了許多關(guān)鍵性的研究成果。但振動同步理論對電動機特性涉及比較少，而且建立的理論基礎(chǔ)是僅以雙偏心轉(zhuǎn)子相位為可變參數(shù)，沒有涉及到系統(tǒng)運行過程的頻率俘獲。且僅能討論電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量及阻力系數(shù)相同的情況。而在生產(chǎn)實際過程中，即使相同型號的同一批電動機，其參數(shù)差異也在所難免。因此，利用機電耦合理論，進一步研究振動同步系統(tǒng)的動力學(xué)特征，發(fā)展自同步振動理論，為此

2、類機械系統(tǒng)的設(shè)計提供理論依據(jù)，具有重要的理論研究意義和工程實際應(yīng)用價值。
　　 本文主要研究了雙電機驅(qū)動振動系統(tǒng)的自同步理論，主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 (1)利用拉格朗日方程建立了質(zhì)心偏移式同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)雙電機驅(qū)動振動系統(tǒng)的運動方程。
　　 (2)運用機電耦合理論，研究了質(zhì)心偏移式同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)自同步理論。首先，利用異步電動機電壓同步坐標(biāo)系，導(dǎo)出了電動機準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型

3、：其次，以兩轉(zhuǎn)子的平均旋轉(zhuǎn)頻率和相位的瞬時波動系數(shù)為變量，通過耦合動力學(xué)分析，導(dǎo)出了自同步振動系統(tǒng)的頻率俘獲的方程，并提出“俘獲力矩”的概念，給出了實現(xiàn)頻率俘獲的條件，得到了系統(tǒng)俘獲頻率和兩偏心轉(zhuǎn)子相位差計算的非線性方程組；最后，利用Routh-Hurwitz準(zhǔn)則，得出系統(tǒng)同步的穩(wěn)定性條件及實現(xiàn)系統(tǒng)振動同步傳動的條件。
　　 (3)根據(jù)理論分析，得出質(zhì)心偏移式自同步振動系統(tǒng)頻率俘獲力矩的特征：即系統(tǒng)頻率俘獲力矩與sin(2ā+θ

4、c)或者cos(2ā+θc)之積的一半，以阻力矩形式作用在相位超前的轉(zhuǎn)子上，限制其轉(zhuǎn)速的增大，而另一半以驅(qū)動力矩形式作用在相位滯后的轉(zhuǎn)子上，限制其轉(zhuǎn)速的降低；當(dāng)系統(tǒng)進入同步穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)時，系統(tǒng)俘獲力矩對系統(tǒng)不做功。
　　 (4)利用耦合動力學(xué)理論，分析了質(zhì)心偏移式同向和反向回轉(zhuǎn)兩相異激振器驅(qū)動振動系統(tǒng)的自同步理論，得出了系統(tǒng)實現(xiàn)兩相異激振器頻率俘獲的條件及同步狀態(tài)的穩(wěn)定性條件。
　　 (5)給出了系統(tǒng)同步運行時的角速度與