雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)近共振自同步理論研究.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)同步現(xiàn)象以來(lái)，自同步振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電耦合特性的研究已經(jīng)有了近半個(gè)世紀(jì)的歷史，國(guó)內(nèi)外振動(dòng)同步理論學(xué)者對(duì)自同步振動(dòng)理論的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)，積累了大量的有價(jià)值的研究成果。但是，從振動(dòng)同步理論的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，到現(xiàn)階段，所建立的理論基礎(chǔ)大多以雙偏心轉(zhuǎn)子相位為參數(shù)，而對(duì)電機(jī)本身的特性在電機(jī)工作過(guò)程中的研究很少；大多研究對(duì)象是以討論電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及阻力系數(shù)相同的系統(tǒng)，而且大量的研究是以電動(dòng)機(jī)工作在遠(yuǎn)共振的狀態(tài)下的振動(dòng)系統(tǒng)

2、為研究對(duì)象，對(duì)近共振的同步理論涉及很少。而在生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中，共振系統(tǒng)具有很多突出的有利于生產(chǎn)實(shí)際的優(yōu)點(diǎn)，而且電動(dòng)機(jī)參數(shù)存在差異是無(wú)法避免的。因此，利用機(jī)電耦合理論，進(jìn)一步研究振動(dòng)同步系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征，發(fā)展、加深自同步振動(dòng)理論，建立近共振系統(tǒng)的同步理論，為此類(lèi)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試提供理論依據(jù)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際，具有非常重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(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)在近共振狀態(tài)的自同步理論，主要完成了以下

3、幾個(gè)方面的工作：
　　 (1)運(yùn)用達(dá)朗貝爾原理，對(duì)慣性系統(tǒng)中兩偏心轉(zhuǎn)子的受力情況進(jìn)行了分析，得出了同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)近共振狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)運(yùn)用機(jī)電耦合理論，研究了同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)，在近共振狀態(tài)下的自同步理論。首先，利用異步電動(dòng)機(jī)電壓同步坐標(biāo)系，導(dǎo)出了電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系；其次，以?xún)赊D(zhuǎn)子的平均旋轉(zhuǎn)頻率和相位為變量，通過(guò)耦合動(dòng)力學(xué)分析，導(dǎo)出了自同步振動(dòng)系統(tǒng)的頻

4、率俘獲的方程，提出了“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(xiàn)性方程組；最后，利用Routh-Hurwitz準(zhǔn)則，得出了系統(tǒng)同步的穩(wěn)定條件及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)振動(dòng)同步傳動(dòng)的條件。
　　 (3)根據(jù)理論分析，得出近共振狀態(tài)下的自同步振動(dòng)系統(tǒng)頻率俘獲力矩的特征：即系統(tǒng)頻率捕獲力矩與兩偏心轉(zhuǎn)子相位差正弦值之積的一半，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(dòng)力矩形式作用