Sommerfeld效應(yīng)是由于非理想原動機(jī)在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速附近無法提供足夠的動力而產(chǎn)生的一種非線性跳躍現(xiàn)象。研究了由感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動的一個質(zhì)量偏心單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的Sommerfeld效應(yīng)及不平衡響應(yīng)。將感應(yīng)電動機(jī)的動力學(xué)模型引入到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中,建立了電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)模型。在充分考慮電動機(jī)與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)相互作用的基礎(chǔ)上,得到了供電頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系表達(dá)式,并進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。對具有不同質(zhì)量偏心的電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)進(jìn)行了分析,并基于Matlab/Simulink進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明:當(dāng)轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量與轉(zhuǎn)子總質(zhì)量的質(zhì)量比η<0.026時,電動機(jī)能夠提供足夠動力使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)平穩(wěn)通過臨界轉(zhuǎn)速,電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不會出現(xiàn)Sommerfeld效應(yīng);當(dāng)質(zhì)量比滿足0.026<η<0.083時,在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速附近,電動機(jī)所提供的最大電磁轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)平穩(wěn)通過臨界轉(zhuǎn)速所需輸出轉(zhuǎn)矩,電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)出現(xiàn)Sommerfeld效應(yīng);當(dāng)η>0.083時,隨著感應(yīng)電動機(jī)供電頻率的增加,電動機(jī)將無法提供足夠的動力使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)通過臨界轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)速將始終低于臨界轉(zhuǎn)速。通過研究,... 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報. 2020年17期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

電動機(jī)-轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖

轉(zhuǎn)子剛度k/(N·m1)2.97×105轉(zhuǎn)子阻尼比ξ0.0498圓盤偏心半徑r/m0.05電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量J/(kg·m2)0.02電動機(jī)極對數(shù)np3電動機(jī)定子電阻Rs/Ω40電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻Rr/Ω12.6電動機(jī)定子自感系數(shù)Ls/H1.21電動機(jī)轉(zhuǎn)子自感系數(shù)Lr/H1.22定子與轉(zhuǎn)子互感系數(shù)Lm/H1.116電動機(jī)阻尼系數(shù)fc/(Nms·rad1)0.005電動機(jī)額定電壓Un/V220電動機(jī)額定頻率fn/Hz503.1理論分析當(dāng)η=0.02時，電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的供電頻率-轉(zhuǎn)速曲線以及供電頻率-幅值的響應(yīng)曲線，如圖2所示，圖中f*為量綱一供電頻率（f*=f/fn）。根據(jù)圖2a可知，隨著感應(yīng)電動機(jī)供電頻率的增加，電動機(jī)供電頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間呈現(xiàn)近似線性關(guān)系，沒有出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。在圖2b中，當(dāng)f*=0.782(f=39.1Hz)時，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的幅值達(dá)到最大值，同樣未見跳躍現(xiàn)象。在電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，電動機(jī)所提供的電磁轉(zhuǎn)矩一部分用于維持轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，一部分用于維持轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動，由于η較小，共振點(diǎn)前后轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動所需電磁轉(zhuǎn)矩變化不大，最終導(dǎo)致λ=1處的f*-λ曲線出現(xiàn)微小的變化。圖3為Λ隨供電頻率的變化曲線，可以看出隨著供電頻率由0.4增加到1，Λ值始終小于0，說明計算得到的ω均為穩(wěn)定解，可以進(jìn)一步說明電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)未出現(xiàn)非線性跳圖2電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性(η=0.02)圖3電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(η=0.02)圖4電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性(η=0.026)圖5電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(η=0.026)

2所示，圖中f*為量綱一供電頻率（f*=f/fn）。根據(jù)圖2a可知，隨著感應(yīng)電動機(jī)供電頻率的增加，電動機(jī)供電頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間呈現(xiàn)近似線性關(guān)系，沒有出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。在圖2b中，當(dāng)f*=0.782(f=39.1Hz)時，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的幅值達(dá)到最大值，同樣未見跳躍現(xiàn)象。在電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，電動機(jī)所提供的電磁轉(zhuǎn)矩一部分用于維持轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，一部分用于維持轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動，由于η較小，共振點(diǎn)前后轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動所需電磁轉(zhuǎn)矩變化不大，最終導(dǎo)致λ=1處的f*-λ曲線出現(xiàn)微小的變化。圖3為Λ隨供電頻率的變化曲線，可以看出隨著供電頻率由0.4增加到1，Λ值始終小于0，說明計算得到的ω均為穩(wěn)定解，可以進(jìn)一步說明電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)未出現(xiàn)非線性跳圖2電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性(η=0.02)圖3電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(η=0.02)圖4電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性(η=0.026)圖5電動機(jī)-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(η=0.026)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于胞映射算法的轉(zhuǎn)子-擠壓油膜阻尼器系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[J]. 張微,韓兵兵,李響,孫建橋,丁千.  機(jī)械工程學(xué)報. 2019(19)
[2]整體式彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計與轉(zhuǎn)子過臨界實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張力豪,何立東,陳釗,萬方騰,丁繼超.  振動與沖擊. 2019(18)



本文編號：2955875