雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)近共振自同步理論研究.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)機械系統(tǒng)的振動同步現(xiàn)象以來，自同步振動系統(tǒng)的機電耦合特性的研究已經(jīng)有了近半個世紀的歷史，國內(nèi)外振動同步理論學者對自同步振動理論的發(fā)展做出了卓越的貢獻，積累了大量的有價值的研究成果。但是，從振動同步理論的發(fā)展過程來看，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)，而對電機本身的特性在電機工作過程中的研究很少；大多研究對象是以討論電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量及阻力系數(shù)相同的系統(tǒng)，而且大量的研究是以電動機工作在遠共振的狀態(tài)下的振動系統(tǒng)

2、為研究對象，對近共振的同步理論涉及很少。而在生產(chǎn)實際過程中，共振系統(tǒng)具有很多突出的有利于生產(chǎn)實際的優(yōu)點，而且電動機參數(shù)存在差異是無法避免的。因此，利用機電耦合理論，進一步研究振動同步系統(tǒng)的動力學特征，發(fā)展、加深自同步振動理論，建立近共振系統(tǒng)的同步理論，為此類機械系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試提供理論依據(jù)來指導生產(chǎn)實際，具有非常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)在近共振狀態(tài)的自同步理論，主要完成了以下

3、幾個方面的工作：
　　 (1)運用達朗貝爾原理，對慣性系統(tǒng)中兩偏心轉(zhuǎn)子的受力情況進行了分析，得出了同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)近共振狀態(tài)下的數(shù)學模型。
　　 (2)運用機電耦合理論，研究了同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)，在近共振狀態(tài)下的自同步理論。首先，利用異步電動機電壓同步坐標系，導出了電動機穩(wěn)態(tài)運行時電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系；其次，以兩轉(zhuǎn)子的平均旋轉(zhuǎn)頻率和相位為變量，通過耦合動力學分析，導出了自同步振動系統(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準則，得出了系統(tǒng)同步的穩(wěn)定條件及實現(xiàn)系統(tǒng)振動同步傳動的條件。
　　 (3)根據(jù)理論分析，得出近共振狀態(tài)下的自同步振動系統(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)動力矩形式作用