機車牽引電機轉子碰摩非線性動力學研究.pdf

1、鐵路機車驅動系統(tǒng)由于布置在機車底部，工作條件惡劣，在輸出動力的同時，驅動裝置承受著來自輪軌的強大沖擊，對列車的動力學性能有著重要影響。牽引電機是列車驅動系統(tǒng)的核心部件，而轉定子碰摩是電機常見故障，同時也是引起驅動系統(tǒng)失穩(wěn)的原因之一。列車運行速度的不斷提高，對牽引電機的穩(wěn)定性提出了更高要求。研究電機轉子碰摩故障的動力學行為并加以預防，對保證列車運行可靠性和安全性有著重要意義。
　　論文將機車牽引電機轉子系統(tǒng)作為研究對象，分析碰摩轉子

2、系統(tǒng)的非線性動力學行為。首先，對無故障Jeffcott模型轉子系統(tǒng)的碰摩條件進行了推導。在考慮轉軸材料的線性和非線性剛度的基礎上，構建了非線性剛度轉子系統(tǒng)的局部碰摩動力學模型;其次，結合MATLAB和VC各自的優(yōu)勢，用MTALAB進行圖形用戶界面設計，VC編寫算法后編譯成為可以被MATLAB調用的MEX文件，構建了聯(lián)合仿真平臺，并用范德波爾方程對仿真平臺進行驗證;最后，采用四階Runge Kutta Fehlberg法對轉子系統(tǒng)運動方程

3、求解，利用仿真平臺對轉子碰摩進行仿真。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子穩(wěn)態(tài)響應，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動形式，并通過一系列動力學特性曲線圖對結論作了進一步驗證。
　　研究結果表明:電機轉子在發(fā)生碰摩時，響應隨頻率比的變化交替性地經(jīng)歷周期k的分頻振動及混沌運動，在周期、擬周期運動循環(huán)過程中，頻譜圖中1倍頻和1.5倍頻成分可作為碰摩識別依據(jù);響應隨著阻尼比的變化，經(jīng)歷擬周期到周期