針對(duì)無(wú)軸承異步電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡振動(dòng)問(wèn)題,分析了無(wú)軸承異步電機(jī)不平衡振動(dòng)產(chǎn)生原理,采用‘旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)+低通濾波’的方法將產(chǎn)生的不平衡振動(dòng)位移前饋補(bǔ)償?shù)睫D(zhuǎn)子系統(tǒng)中。即從位移傳感器中提取轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)位移,將轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)位移旋轉(zhuǎn)變換到與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系上,再使變換后的信號(hào)通過(guò)一個(gè)一階低通butterworth濾波器,獲得與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的不平衡振動(dòng)位移信號(hào),不平衡振動(dòng)位移信號(hào)在經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換到靜止坐標(biāo)上,將獲得的靜止坐標(biāo)系下的不平衡振動(dòng)信號(hào)前饋補(bǔ)償?shù)浇?jīng)過(guò)反饋補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)位移上。搭建仿真模型,仿真結(jié)果驗(yàn)證了轉(zhuǎn)子振動(dòng)位移峰-峰值顯著減小,且轉(zhuǎn)子振動(dòng)位移遠(yuǎn)小于氣隙間隙,無(wú)軸承異步電機(jī)運(yùn)行性能得以改善。 

【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)仿真. 2020,37(07)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心示意圖

式(1)中m為轉(zhuǎn)子質(zhì)量,ξ為偏心距(幾何中心與質(zhì)心距離,不易測(cè)量)ωr為轉(zhuǎn)子角速度,θ為轉(zhuǎn)子初始偏向角(不易測(cè)量),結(jié)合式(1)易得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡振動(dòng)力提取模塊如圖2。假設(shè)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)回轉(zhuǎn)效應(yīng)不產(chǎn)生作用,結(jié)合轉(zhuǎn)子機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程,由轉(zhuǎn)子不平衡激振離心力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子不平衡位移方程可表示為式(2)

轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)補(bǔ)償關(guān)鍵是轉(zhuǎn)子徑向位移信號(hào)的提取,利用位移傳感器提取的轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)位移包含兩類信號(hào),一是隨機(jī)位移信號(hào)、二是與轉(zhuǎn)速同頻的不平衡振動(dòng)信號(hào)。提取出的轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)信號(hào)通過(guò)坐標(biāo)變換到與轉(zhuǎn)速同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系上,此時(shí)轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)位移內(nèi)與轉(zhuǎn)速同頻的信號(hào)成為直流量、另一類隨機(jī)位移信號(hào)還是交流量(倍頻信號(hào)),將得到的信號(hào)通過(guò)低通濾波器,濾除隨機(jī)位移信號(hào),把得到的靜止坐標(biāo)系的不平衡位移信號(hào),經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換到與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上,這個(gè)信號(hào)就是系統(tǒng)補(bǔ)償信號(hào),最后讓提取出的信號(hào)通過(guò)前饋補(bǔ)償?shù)睫D(zhuǎn)子給定位移信號(hào)上[13],使不平衡振動(dòng)力不對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生作用,這樣就大大減小系統(tǒng)不平衡振動(dòng),使得轉(zhuǎn)子能夠在要求下穩(wěn)定運(yùn)行。圖3中考慮到實(shí)際轉(zhuǎn)子初始相位角θ的影響(初始相位角一般很小),給定一個(gè)可調(diào)節(jié)小時(shí)鐘信號(hào),在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)時(shí),給定的時(shí)鐘信號(hào)抵消部分初始相位角值,減小初始相位角的影響。位移傳感器測(cè)得轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)位移信號(hào)為α、β,此信號(hào)中包含轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)信號(hào)與轉(zhuǎn)子隨機(jī)位移信號(hào)(無(wú)規(guī)律信號(hào)),將此信號(hào)由靜止坐標(biāo)變化到與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上如式(5)。將αs1、βs1信號(hào)通過(guò)低通濾波器(一階低通butterworth濾波器,通帶邊緣頻率為50Hz),濾除倍頻信號(hào),得到直流信號(hào)αs2、βs2,將直流信號(hào)通過(guò)坐標(biāo)變換[14]如式(6),最后得到轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)位移補(bǔ)償信號(hào)αc、βc。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]無(wú)軸承異步電機(jī)及其控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 余佩玉.江蘇大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3049675