質心偏移式雙機驅動振動系統(tǒng)的自同步理論與仿真研究.pdf

1、自從上世紀60年代，國內外學者對自同步振動系統(tǒng)的機電耦合特性就進行了大量的研究工作，得到了許多關鍵性的研究成果。但振動同步理論對電動機特性涉及比較少，而且建立的理論基礎是僅以雙偏心轉子相位為可變參數(shù)，沒有涉及到系統(tǒng)運行過程的頻率俘獲。且僅能討論電動機的轉子轉動慣量及阻力系數(shù)相同的情況。而在生產實際過程中，即使相同型號的同一批電動機，其參數(shù)差異也在所難免。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)展自同步振動理論，為此

2、類機械系統(tǒng)的設計提供理論依據(jù)，具有重要的理論研究意義和工程實際應用價值。
　　 本文主要研究了雙電機驅動振動系統(tǒng)的自同步理論，主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 (1)利用拉格朗日方程建立了質心偏移式同向回轉和反向回轉雙電機驅動振動系統(tǒng)的運動方程。
　　 (2)運用機電耦合理論，研究了質心偏移式同向回轉和反向回轉雙機驅動振動系統(tǒng)自同步理論。首先，利用異步電動機電壓同步坐標系，導出了電動機準穩(wěn)態(tài)電磁轉矩的數(shù)學模型

3、：其次，以兩轉子的平均旋轉頻率和相位的瞬時波動系數(shù)為變量，通過耦合動力學分析，導出了自同步振動系統(tǒng)的頻率俘獲的方程，并提出“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子相位差計算的非線性方程組；最后，利用Routh-Hurwitz準則，得出系統(tǒng)同步的穩(wěn)定性條件及實現(xiàn)系統(tǒng)振動同步傳動的條件。
　　 (3)根據(jù)理論分析，得出質心偏移式自同步振動系統(tǒng)頻率俘獲力矩的特征：即系統(tǒng)頻率俘獲力矩與sin(2ā+θ

4、c)或者cos(2ā+θc)之積的一半，以阻力矩形式作用在相位超前的轉子上，限制其轉速的增大，而另一半以驅動力矩形式作用在相位滯后的轉子上，限制其轉速的降低；當系統(tǒng)進入同步穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)時，系統(tǒng)俘獲力矩對系統(tǒng)不做功。
　　 (4)利用耦合動力學理論，分析了質心偏移式同向和反向回轉兩相異激振器驅動振動系統(tǒng)的自同步理論，得出了系統(tǒng)實現(xiàn)兩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)給出了系統(tǒng)同步運行時的角速度與