双机振动系统的自同步过程分析与试验研究

以双机反向回转驱动振动系统为研究对象,将两电机的转速与激振器间的相位差作为指标对双机驱动振动系统的自同步过程进行分析与试验研究.通过对比相位差的变化发现电机部分对自同步过程的影响最为重要,其次是激振器部分,最后为振动体部分.仿真与试验结果表明:两激振器的初始相位差和两电机的初始转速对实现双机的自同步运动几乎没有影响;在满足同步性条件时,不同供电频率的两电机可以实现同步;当两激振器质量不同时,质量大的激动器相位落后质量小的激动器;当两激振器回转中心至机体质心距离不等时,距离大的激振器相位落后距离小的激振器;可通过调节电机供电频率来减小由电机参数、激振器质量及电机安装位置等内部扰动导致的相位差,使双机实现同步运动.     

平面单质体非线性振动系统的自同步运动

以反向回转平面单质体非线性振动机为研究对象，采用拉格朗日方法建立了其机电耦合动力学模型.基于该动力学模型以及电机的电磁转矩模型，对系统进行了数值仿真分析，定量研究了振动机在理想工作状态下两电机偏心块重合角不同时以及电机2的供电频率发生改变的情况下两电机及振动质体的同步运动情况.结果表明，当两电机各参数在一定范围内，系统可以实现稳定同步运行.最后，对该振动机在三种工作状态下进行了自同步实验，通过实验结果与仿真结果的对比，证明了仿真计算的准确性.     

振动同步系统中的耦合效应

自同步振动系统是具有典型的协同运动特征的机械动力学系统·系统中两个偏心转子的回转运动相互影响,产生耦合效应,从而改变了系统的运动特征和运动形态·应用非线性振动分析方法建立了系统偏心转子耦合运动的微分方程,给出了耦合参数的数学描述;基于相空间原理,分析了系统耦合运动的非线性特性以及耦合强度对系统运动平衡状态的影响,确定了耦合参数的变化范围;深入研究了偏心转子同步运动的演化过程,导出了系统形成同步运动状态的耦合条件,给出了振动同步系统结构参数设计和选择的工程方法·     

基于Hamilton多机振动系统同步稳定特性分析

基于Hamilton原理,提出了一种多机振动系统同步稳定性理论条件.基于Lagrange力学方法,在6个自由度振动系统同步稳定性模型的基础上,首次建立具有12个自由度多机系统的动力学模型,运用Hamilton原理建立了该系统实现同步运转和同步稳定运转特性的条件.该同步稳定性理论能广泛应用在多电机多筛的节肢振动筛中.分析表明,具有3个惯性反向回转的节肢振动筛系统,在满足一定条件时可以实现同步且稳定运转,为该类产品设计提供了理论依据.     

基于小增益定理的同步磁阻电机混沌控制

同步磁阻电机(SRM)在某些条件下会出现混沌运动,严重影响电机系统的动态性能和稳定运行,因此如何控制处于混沌运动时的同步磁阻电机是一个非常重要的问题。利用分岔图分析同步磁阻电机通向混沌的途径,揭示同步磁阻电机混沌吸引子的分形结构,同时分析了同步磁阻电机系统平衡点的局部稳定性,然后基于输入输出的状态稳定系统的小增益定理设计了简单反馈控制器,实现了对同步磁阻电机5个平衡点的镇定控制。     

轮毂电机气隙偏心下不平衡电磁力与转子系统振动特性分析

相对于传统电机,轮毂电机在电动车行驶过程中,由于路面激励等外界因素的作用,定转子之间会更容易产生偏心,造成轮毂电机气隙不均匀而产生不平衡磁拉力,影响轮毂电机的运行。以一种表贴式永磁同步轮毂电机为研究对象,建立等效的转子动力学模型。通过解析计算和Maxwell Ansoft软件分析了气隙偏心下轮毂电机电磁力的变化情况,并将不平衡电磁力带入等效转子系统运动方程,运用隐式Newmark积分法对转子系统在不平衡电磁力、质量偏心和初始误差偏心影响下的动力响应进行计算。结果表明:气隙偏心会产生特定频率的不平衡磁拉力,增大质量偏心会减轻不平衡磁拉力对转子系统的影响,并且初始位置误差偏心会使转子轴心朝偏心方向偏移,并会与重力相互作用。研究结果可为分析电动车用轮毂电机定转子的振动和后续的控制奠定基础。     

在LabVIEW平台下实现步进电机系统的多通道监测

LAMOST光纤定位单元采用的是双回转结构,每个光纤定位单元由两个步进电机驱动.采用虚拟仪器技术对LAMOST光纤定位装置中的步进电机群进行多通道在线监测,实现了步进电机系统绕组电流的多通道同步采集显示与分析,并运用聚类分析原理对步进电机的运行状态进行判别,以便在电机的运转出现异常时给出相应的处理措施.由此不仅可以缩短系统的故障修复时间,还能提高系统的维护效率.     

采用自调式激振器的高方平筛停车阶段分析

为了消除高方平筛在停车阶段的共振现象,采用了一种新型的自调偏心距式惯性激振方式,并对系统停车过程进行了动力学建模和数值模拟。考虑电机制动时的机械特性和滚动轴承摩擦,在MATLAB中得到了偏心距不变和偏心距自调2种激振方式下停车过程的数值解,分析了自调式激振器中初始偏心距、刚度和阻尼对停车时间的影响规律。结果表明:采用合适参数设置的自调式激振器能大幅度减少设备停车阶段的最大瞬态振幅和停车时间。该文结果对于提高高方平筛及惯性式振动机械的工作性能和寿命具有参考价值。     

同步磁阻电机系统的混沌特性与反馈控制

针对同步磁阻电机系统中的混沌现象,提出了用反馈控制,使系统脱离了混沌,运行稳定。首先,验证了在某些参数与工作条件下系统会出现非常复杂的混沌运动,对该系统进行了动力学分析。同时基于Lyapunov稳定性理论与同步磁阻电机模型的特点,提出了在工程中易实现的反馈控制,该控制器克服了以往控制器中响应慢的缺点。仿真结果验证了理论分析的正确性,以及对研究优良的控制方法提供了理论参考。     

新型无摆动双机驱动振动机自同步理论

研究了一种新型无摆动双机驱动振动机的自同步运动条件和自同步运动稳定性条件.该振动机由内、外两个质体组成,两偏心转子的旋转中心与内质体质心在同一条竖直轴上,偏心转子的惯性力对该轴的力矩为零,从而消除了该振动机的摆动.利用拉格朗日方程建立了振动机的运动微分方程,并利用平均小参数法得到了偏心转子的无量纲耦合方程;由偏心转子耦合方程零解存在条件得到了振动机实现自同步运动条件,并根据Routh-Hurwitz判据得到振动机同步运行的稳定性条件.数值仿真验证了上述理论的正确性.     

基于ANSOFT的永磁同步伺服电机齿槽转矩分析

齿槽转矩是永磁电机的固有属性,引起电机的转矩波动,产生振动和噪声.为减小齿槽转矩,提高永磁伺服电机的控制精度,在研究永磁电机齿槽转矩产生机理的基础上,根据永磁电机齿槽转矩的解析式,研究定子齿部开辅助槽和转子磁极偏移对永磁电机齿槽转矩的影响;利用有限元软件ANSOFT,建立36槽8极永磁伺服电机的有限元分析模型,计算不同尺寸辅助槽和磁极偏心距离时的齿槽转矩,分析辅助槽尺寸和磁极偏心距离对齿槽转矩的影响.研究结果表明,合理的辅助槽尺寸和磁极偏心距离可有效削弱永磁伺服电机的齿槽转矩.     

考虑地面转动分量的双向偏心隔震结构减震性能分析

针对双向偏心结构,考虑地面转动分量对偏心结构的影响。采用隔震装置减小偏心结构在地震作用下的平动和扭转振动。着重分析地面转动分量对结构扭转响应的影响。分析非隔震结构、隔震结构分别在考虑地面转动分量前后结构的平动和扭转振动。研究表明,地面转动分量会加剧结构的扭转振动,隔震措施可减小地面转动分量对结构扭转振动的影响。从而使得双向偏心隔震结构在多维地震作用下的响应分析更加完备。     

基于DSP锁相环的电动阀控制

针对石油化工野外生产中广泛使用的直流电动阀设计控制系统。采用光电编码器检测电机的角速度和位移,利用数字信号处理器（DSP）构成数字锁相环（DSPLL）,产生控制逻辑,调节PWM开关频率和占空比,改变电动机输入电压和电流,实现电动阀门开闭控制。系统能够根据阀门开闭位置、转速快慢、转矩大小,自动调节转速快慢和电机拖动转矩,确保电机转速、转矩最佳匹配。用ZY8024-200电机进行试验,结果证明控制系统响应速度快,精度高,系统谐波和文波幅度小;在转矩不断变化时,自动适应转矩变化,实现了直流电机保护功能。基于DSP锁相环的电动阀控制方案,特别适合于石油化工生产中野外直流供电的电动阀控制。     

双液压马达驱动沉桩系统的自同步理论

提出了一种双液压马达驱动振动沉桩机构,具有待机和沉桩两种自同步状态.介绍了其结构及工作原理,并建立了振动系统的动力学模型.推导出两激振器的无量纲耦合方程以及实现同步和同步稳定性判据,确定出两种状态的系统动力学参数范围.当桩机处于待机时,激振器处于远超共振状态,广义动态对称角为π,两偏心转子的激振力相互抵消;当桩机处于沉桩时,激振器处于亚共振状态,广义动态对称角为0,两偏心转子的激振力叠加.最终通过数值仿真进行了验证.     

电动汽车轮边减速驱动系统转矩检测方法

提出了基于齿轮传动特征和力传感原理的电动汽车轮边减速驱动系统转矩检测新方法,旨在为分布式驱动电动汽车轮边电机的控制提供实时、精确的输出转矩反馈信息.阐明了布置于轮边齿轮减速器轴承端部的偏心套式转矩检测机构的工作原理,根据齿轮机构传力分析,导出轮边电机转矩检测公式;通过仿真分析、样机试制和试验测试,验证所述转矩检测方法的可行性和检测精度的准确性.该转矩检测方法有利于电动汽车驱动电机的高效控制,改善电动汽车的能源利用率和行驶性能.     

风电叶片双惯性激振疲劳加载耦合振动特性

针对风电叶片电驱动双惯性激振疲劳加载时出现耦合问题,通过对加载系统进行合理简化,基于拉格朗日方法建立疲劳加载过程中的动力学数学模型,并由此构建系统的机电耦合方程.利用小参数周期平均法对耦合过程近似解析,并推导了系统振动同步稳定的条件,得出系统运行过程中电动机负载转矩的影响因素,揭示系统出现耦合现象的机理,对系统频率特性进行数值仿真,得到不同加载频率下叶片振动特性.通过实际叶片疲劳试验验证数学模型、理论推导及仿真结果的正确性,为风电叶片疲劳加载系统同步控制策略制定提供理论依据及工程应用参考.     

永磁无刷直流电动机直接转矩控制研究

永磁无刷直流电动机起动转矩大,其转矩脉动也大,电动机运行时会产生很大的噪声和振动.为了减小转矩脉动,设计了永磁无刷直流电动机的直接转矩控制方案,直接将定子磁链空间矢量和电磁转矩作为被控变量,实现对电磁转矩的直接控制.基于Matlab/Simulink软件,建立了控制系统仿真模型,仿真结果表明该方法可以较好地抑制电动机的转矩脉动,提高系统控制性能.