本文關鍵詞：雙機驅(qū)動平面單質(zhì)體非線性振動系統(tǒng)的自同步理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北大學》 2013年

雙機驅(qū)動平面單質(zhì)體非線性振動系統(tǒng)的自同步理論研究

李葉  

【摘要】：自同步振動機械被廣泛應用到礦山、輕工等領域。自從上世紀60年代,國內(nèi)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,得到了許多主要研究成果。但是,大多數(shù)研究是對非線性振動系統(tǒng)進行簡化,從線性或擬線性化的角度展開研究,對含有非線性因素的振動系統(tǒng)的同步理論涉及比較少。而工程中絕大多數(shù)振動機械系統(tǒng)都是非線性系統(tǒng)。因此,深入分析振動系統(tǒng)的自同步規(guī)律,必須綜合考慮振動系統(tǒng)的非線性元素。 本文考慮了振動系統(tǒng)彈性元件的非線性元素,研究了非線性振動系統(tǒng)兩激振電機在同向旋轉(zhuǎn)與反向旋轉(zhuǎn)兩種工作狀態(tài)下的自同步條件與穩(wěn)定性條件,并進行了數(shù)值仿真和實驗驗證。主要完成了以下幾個方面的工作： (1)建立了鼠籠式三相異步振動電機的電磁轉(zhuǎn)矩數(shù)學模型及非線性彈簧的彈性力表達式,采用拉格朗日法建立了同向旋轉(zhuǎn)及反向旋轉(zhuǎn)的平面單質(zhì)體非線性振動系統(tǒng)的機電耦合動力學模型。 (2)采用漸進法求解出振動系統(tǒng)在水平x方向、豎直y方向及扭擺y方向的振動響應解析解；采用Hamiton原理,推導出了同向回轉(zhuǎn)及反向回轉(zhuǎn)平面單質(zhì)體非線性振動系統(tǒng)的自同步條件；采用非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的一次近似判別法,推導出了同向回轉(zhuǎn)及反向回轉(zhuǎn)平面單質(zhì)體非線性振動系統(tǒng)同步運行時在平衡點處的漸進穩(wěn)定性條件。 (3)利用Matlab/Simulink建立了三相交流異步振動電機的Simulink仿真模型及振動系統(tǒng)的機電耦合Simulink仿真模型。通過數(shù)值仿真,定量地描述了兩電機電磁轉(zhuǎn)矩差△Te、振動系統(tǒng)質(zhì)量M。、偏心塊重合角θt(偏心距ri)、偏心塊回轉(zhuǎn)中心到振動機體質(zhì)心距l(xiāng)i及電機軸摩擦阻矩系數(shù)fdi等因素對振動系統(tǒng)實現(xiàn)自同步的影響。 (4)對同向回轉(zhuǎn)及反向回轉(zhuǎn)非線性振動系統(tǒng)在幾種典型擾動情況下進行了仿真分析,發(fā)現(xiàn)了同向回轉(zhuǎn)及反向回轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)在兩激振電機初始條件不同時(兩激振電機偏心轉(zhuǎn)子存在初始相位差、兩偏心轉(zhuǎn)子初始角速度不等、兩電機偏心塊重合角不等及兩激振電機摩擦阻矩系數(shù)不等)以及同步運行過程中一臺激振電機受到擾動(受到相位擾動、供電頻率發(fā)生變化及振動同步傳動)情況下的自同步運動規(guī)律。 (5)建造了雙機驅(qū)動平面單質(zhì)體非線性振動系統(tǒng)試驗臺,進行了同向回轉(zhuǎn)及反向回轉(zhuǎn)兩種情況下,理想工作狀態(tài)時、兩電機偏心塊重合角不同時以及同步運行過程中一臺激振電機受到供電頻率擾動工況下的實驗研究。通過實驗結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果的對比,在一定程度上證明了理論與數(shù)值仿真的準確性及有效性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH113.1
【目錄】：

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