機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子碰摩非線性動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、鐵路機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于布置在機(jī)車底部，工作條件惡劣，在輸出動(dòng)力的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置承受著來(lái)自輪軌的強(qiáng)大沖擊，對(duì)列車的動(dòng)力學(xué)性能有著重要影響。牽引電機(jī)是列車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，而轉(zhuǎn)定子碰摩是電機(jī)常見故障，同時(shí)也是引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)失穩(wěn)的原因之一。列車運(yùn)行速度的不斷提高，對(duì)牽引電機(jī)的穩(wěn)定性提出了更高要求。研究電機(jī)轉(zhuǎn)子碰摩故障的動(dòng)力學(xué)行為并加以預(yù)防，對(duì)保證列車運(yùn)行可靠性和安全性有著重要意義。
　　論文將機(jī)車牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為研究對(duì)象，分析碰摩轉(zhuǎn)子

2、系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為。首先，對(duì)無(wú)故障Jeffcott模型轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩條件進(jìn)行了推導(dǎo)。在考慮轉(zhuǎn)軸材料的線性和非線性剛度的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了非線性剛度轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的局部碰摩動(dòng)力學(xué)模型;其次，結(jié)合MATLAB和VC各自的優(yōu)勢(shì)，用MTALAB進(jìn)行圖形用戶界面設(shè)計(jì)，VC編寫算法后編譯成為可以被MATLAB調(diào)用的MEX文件，構(gòu)建了聯(lián)合仿真平臺(tái)，并用范德波爾方程對(duì)仿真平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證;最后，采用四階Runge Kutta Fehlberg法對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程

3、求解，利用仿真平臺(tái)對(duì)轉(zhuǎn)子碰摩進(jìn)行仿真。分別以頻率比和阻尼比為分岔參數(shù)，研究了特定偏心距下的轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，從分岔圖中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在周期解、擬周期解以及混沌等多種運(yùn)動(dòng)形式，并通過一系列動(dòng)力學(xué)特性曲線圖對(duì)結(jié)論作了進(jìn)一步驗(yàn)證。
　　研究結(jié)果表明:電機(jī)轉(zhuǎn)子在發(fā)生碰摩時(shí)，響應(yīng)隨頻率比的變化交替性地經(jīng)歷周期k的分頻振動(dòng)及混沌運(yùn)動(dòng)，在周期、擬周期運(yùn)動(dòng)循環(huán)過程中，頻譜圖中1倍頻和1.5倍頻成分可作為碰摩識(shí)別依據(jù);響應(yīng)隨著阻尼比的變化，經(jīng)歷擬周期到周期