雙機(jī)驅(qū)動空間單質(zhì)體振動系統(tǒng)的自同步理論與仿真的研究.pdf

1、目前通過對自同步振動系統(tǒng)的機(jī)電耦合特性的研究人們得到了許多關(guān)鍵性的研究成果。但振動同步理論對電動機(jī)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(yùn)行過程的頻率俘獲。且僅能討論電動機(jī)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(shí)際過程中，即使相同型號的同一批電動機(jī)，其參數(shù)差異也在所難免。因此，利用機(jī)電耦合理論，進(jìn)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，為此類機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，具有重

2、要的理論研究意義和工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文主要研究了雙電機(jī)驅(qū)動的空間單子體振動系統(tǒng)自同步的研究，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 (1)通過列出該系統(tǒng)動能T、位能Ⅴ及能量散逸函數(shù)D得出系統(tǒng)的振動方程，然后將求出系統(tǒng)動能、勢能及能量散逸函數(shù)，代入拉格朗日方程可得系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)運(yùn)用機(jī)電耦合理論，研究了雙電機(jī)驅(qū)動的空間單子體振動系統(tǒng)自同步理論。首先，利用異步電動機(jī)電壓同步坐標(biāo)系，導(dǎo)出了電動機(jī)準(zhǔn)

3、穩(wěn)態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型；其次，以兩轉(zhuǎn)子的平均旋轉(zhuǎn)頻率和相位的瞬時(shí)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(shí)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(jì)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)定性方程。
　　 (3)根據(jù)理論分析，得出自同步振動系統(tǒng)頻率俘獲力矩的特征：在兩相異激振器驅(qū)動自同步系統(tǒng)運(yùn)行期間，系統(tǒng)依靠頻率捕

4、獲力矩實(shí)現(xiàn)頻率捕獲，達(dá)到兩個(gè)電機(jī)的同步運(yùn)行。系統(tǒng)頻率俘獲力矩與cos(2-a+θ1)乘積的1/2以阻力矩形式加在相位超前的電動機(jī)上，另1/2則以驅(qū)動力矩形式加在相位滯后電動機(jī)上。在振動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行期間，頻率俘獲力矩對系統(tǒng)不做功。
　　 (4)利用耦合動力學(xué)理論，分析了雙電機(jī)驅(qū)動的空間單子體兩相同，相異激振器驅(qū)動振動系統(tǒng)的同步理論，得出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩相同，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)通過計(jì)算