【摘要】：偏心轉(zhuǎn)子的自同步現(xiàn)象是振動機(jī)械中著名的現(xiàn)象,它為振動機(jī)械的發(fā)展開拓了新的空間。自從發(fā)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的振動同步現(xiàn)象以來,自同步振動系統(tǒng)的機(jī)電耦合特性的研究已經(jīng)有了近半個世紀(jì)的歷史,國內(nèi)外振動同步理論學(xué)者對自同步振動理論的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn),積累了大量的有價值的研究成果。現(xiàn)如今,振動機(jī)械已廣泛的運(yùn)用到現(xiàn)實生活中。但是,從振動同步理論的發(fā)展過程來看,到現(xiàn)階段,所建立的理論基礎(chǔ)大多以雙偏心轉(zhuǎn)子相位為參數(shù),而對四個偏心轉(zhuǎn)子相位為參數(shù)的研究很少。 而在生產(chǎn)實際過程中,四機(jī)同步振動系統(tǒng)具有很多突出的有利于生產(chǎn)實際的優(yōu)點,因此,利用機(jī)電耦合理論,進(jìn)一步研究振動同步系統(tǒng)的動力學(xué)特征,發(fā)展、加深自同步振動理論,建立遠(yuǎn)共振系統(tǒng)的同步理論,為此類機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試提供理論依據(jù)來指導(dǎo)生產(chǎn)實際,具有非常重要的理論研究意義和工程實際應(yīng)用價值。 本文主要研究了四機(jī)驅(qū)動振動系統(tǒng)的自同步理論,主要完成了以下幾個方面的工作： (1)對慣性系統(tǒng)中偏心轉(zhuǎn)子的受力情況進(jìn)行了分析,運(yùn)用位移矢量坐標(biāo)求得系統(tǒng)動能、勢能和能量逸散函數(shù),并代入拉格朗日方程,得出了同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)四機(jī)驅(qū)動振動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 (2)運(yùn)用機(jī)電耦合理論,研究了同向回轉(zhuǎn)和反向回轉(zhuǎn)四機(jī)驅(qū)動振動系統(tǒng)的自同步理論。首先,利用異步電動機(jī)電壓同步坐標(biāo)系,導(dǎo)出了電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系；其次,以四轉(zhuǎn)子的平均轉(zhuǎn)速擾動系數(shù)和相位差轉(zhuǎn)速的擾動系數(shù)為變量,通過耦合動力學(xué)分析,導(dǎo)出了自同步振動系統(tǒng)的頻率俘獲的方程,給出了實現(xiàn)頻率俘獲的條件,得到了系統(tǒng)俘獲頻率和四偏心轉(zhuǎn)子相位差計算的非線性方程組；最后,利用李亞普諾夫穩(wěn)定性準(zhǔn)則和勞斯胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù),得出了系統(tǒng)同步的穩(wěn)定條件。 (3)根據(jù)理論分析,得出自同步振動系統(tǒng)頻率俘獲力矩的特征：系統(tǒng)的俘獲力矩會隨著偏心轉(zhuǎn)子的相位差角的增大而增大,會隨著它的減小而減小,并且以阻力矩的形式作用在相位超前的轉(zhuǎn)子上,限制其轉(zhuǎn)速的增大,以驅(qū)動力矩形式作用在相位滯后的轉(zhuǎn)子上,限制其轉(zhuǎn)速的降低；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入同步穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)時,系統(tǒng)俘獲力矩對系統(tǒng)不做功。 (4)創(chuàng)造性地提出了運(yùn)動選擇理論,對四電機(jī)驅(qū)動振動系統(tǒng)進(jìn)行了耦合動力學(xué)分析,解釋并解決了四電機(jī)驅(qū)動的振動篩四個偏心轉(zhuǎn)子相位差兩兩成π的問題,成功解決了四電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)自同步及其穩(wěn)定性的問題。 (5)通過計算機(jī)仿真,證明了上述理論分析結(jié)果的正確性。
【圖文】：

根據(jù)李亞普諾夫系統(tǒng)穩(wěn)定性判別準(zhǔn)則和勞斯胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)得到系統(tǒng)穩(wěn)定性條件。2.1同向回轉(zhuǎn)四機(jī)驅(qū)動振動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型圖2.1表示的是同向回轉(zhuǎn)四機(jī)驅(qū)動平面運(yùn)動振動系統(tǒng)的力學(xué)模型。該系統(tǒng)是由三個質(zhì)體組成，分別是MRF、ARFI和ARFZ。系統(tǒng)共有九個自由度，分別是x，夕，班，夢1，夢2，媽l，媽2，熱1

圖2.2同向回轉(zhuǎn)四機(jī)驅(qū)動振動系統(tǒng)簡化后的力學(xué)模型.2.2Thesimlifieddynamiealmodelofthevibratingsystemwithfoureceentricrunnersinthesamdireetion們在系統(tǒng)質(zhì)心建立坐標(biāo)Oxy，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生振動后，坐標(biāo)Oxy平移到Gx丫，系角后坐標(biāo)變換為Gx丫，在分別距G點10，和102處建立坐標(biāo)系認(rèn)戈y，，，角戲代表在坐標(biāo)系Gx丫中的偏角，角八代表質(zhì)體ARFZ在坐標(biāo)系Gx丫中的偏角，角只ARFI在坐標(biāo)系olx加廠的初始安裝角，角叢代表質(zhì)體ARFI在坐標(biāo)系02對對的初。們定義四個偏心轉(zhuǎn)子的相位角分別為:在質(zhì)體ARFI上，從左至右分別11，，在質(zhì)體ARFZ上，從左至右分別為21，22。在質(zhì)體ARFI上，電機(jī)質(zhì)心到質(zhì)體離我們定義為l，，同樣，在質(zhì)體ARFZ上，電機(jī)質(zhì)心到質(zhì)體質(zhì)心的距離我們定義為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動半徑用芍表示。是，在坐標(biāo)oix加廠中，偏心轉(zhuǎn)子的位移可以表示為
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH113.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2683501