電磁動力吸振器—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的研究.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，轉(zhuǎn)子質(zhì)量的不平衡是難以避免的。即使非常小的偏心也會在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中產(chǎn)生很大的離心力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡振動，造成機(jī)械的不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生破壞性的后果。在機(jī)械越來越追求高速、高精度的今天，有效控制轉(zhuǎn)子不平衡振動便成為我們亟待解決的問題。 提出了用電磁動力吸振器來控制轉(zhuǎn)子不平衡振動的方法。電磁動力吸振器不用安裝在軸承的位置，可以兼顧轉(zhuǎn)子的靜、動態(tài)特性要求；不隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，激勵控制方便；應(yīng)用了電磁技術(shù)，具有可控、可調(diào)的特性，可

2、實現(xiàn)寬頻吸振；并且沒有外傳力或外傳力很小。 對電磁動力吸振器主動控制轉(zhuǎn)子的不平衡振動的研究，主要包括以下方面工作： 在系統(tǒng)地分析了課題研究的背景及意義、國內(nèi)外研究電磁系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子不平衡振動現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，給出了電磁動力吸振器的結(jié)構(gòu)并闡述了它的工作原理，建立了用于控制轉(zhuǎn)子不平衡振動的電磁動力吸振器—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型。 分析了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性。利用MATLAB軟件編制了Prhol傳遞矩陣法和Riccati傳遞矩

3、陣法計算轉(zhuǎn)子固有頻率的程序，并計算轉(zhuǎn)子的固有頻率。利用錘擊實驗測量了轉(zhuǎn)子在自由狀態(tài)下的固有頻率，以考核程序的正確性。利用傳遞矩陣法計算了轉(zhuǎn)子在工作狀態(tài)時的固有頻率，并驗證了建模假設(shè)的正確性。 根據(jù)電磁動力吸振器的工作原理，并借鑒電機(jī)和電磁軸承的設(shè)計思路，給出了電磁動力吸振器結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟，并設(shè)計了適合于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的電磁動力吸振器結(jié)構(gòu)。設(shè)計中，綜合考慮了電磁參數(shù)和調(diào)諧參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。 最后，根據(jù)建立的電磁動力吸振器—轉(zhuǎn)

4、子系統(tǒng)的動力學(xué)模型以及頻率可調(diào)動力吸振器的工作原理，推導(dǎo)了電磁動力吸振器的等效剛度和等效阻尼的計算公式。由于電磁動力吸振器的等效剛度可以根據(jù)系統(tǒng)的激振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以電磁動力吸振器能在寬頻域內(nèi)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行振動控制。利用MATLAB軟件仿真研究了電磁動力吸振器的吸振性能。仿真研究表明，選擇合適的控制器參數(shù)kd的頻率可調(diào)諧式電磁動力吸振器，具有寬頻吸振性能。仿真研究了在工作轉(zhuǎn)速處，轉(zhuǎn)子和電磁動力吸振器的正弦激勵響應(yīng)和階躍響應(yīng)，綜合考慮系統(tǒng)的