不平衡磁拉力及对偏心转子系统振动的影响

研究了电机中由于相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子系统振动的影响.首先把气隙磁导展开为Fourier级数的形式,通过转子或定子表面的Maxwell应力积分得到非线性不平衡磁拉力的解析表达式.然后代入到转子系统的运动方程中,采用隐式非线性NEWMARK积分法计算系统在不平衡磁拉力和质量偏心力作用下的动力响应,详细分析了电机参数对偏心转子系统振动的影响.研究结果为旋转机械轴系的动力分析及设计提供了理论依据.     

高速电主轴多场耦合动力学特性研究

建立了一种新型的高速电主轴多场耦合动力学模型,讨论了轴承模型、热态模型、芯轴动力学模型和电机电磁模型之间的耦合关系,提出热膨胀、轴承内圈离心膨胀、轴承内外圈接触膨胀、电磁不平衡拉力载荷和离心力载荷5种耦合因素,并且设计出多场耦合动力学模型的计算流程,分析耦合因素对高速电主轴系统运行状态的影响。以2ZDG60型高速电主轴为研究对象,计算结果表明：考虑耦合因素与不考虑耦合因素相比较,轴承动态支承刚度、轴承损耗功率以及芯轴动力学行为差别较大;实验结果表明：考虑耦合因素时的高速电主轴温升分布和芯轴固有特性与实验结果的吻合度较高。     

考虑不平衡电磁拉力的偏心转子非线性振动分析

水轮发电机组转子相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子振动有较大影响。从水轮发电机转子的气隙磁场能表达式出发,推导发电机转子的电磁刚度矩阵。利用拉格郎日方程,建立了刚性和短轴承弹性两种支承方式下考虑电磁刚度的转子振动模型。利用李雅普诺夫非线性振动稳定性理论,研究了电磁刚度和轴承弹性支承对转子的临界转速和偏心力作用下的横振幅值的影响,并分析了电磁、机械、轴承等参数对临界转速的影响程度。为进一步深入研究水轮发电机组轴系统在电磁,水力和机械结构参数共同作用下的动力特性打下基础。     

《电机不平衡磁拉力研究现状与展望》

对当前国内外电机不平衡磁拉力研究现状进行分析和综述,分析和总结不平衡磁拉力的机理、特征,并对不平衡磁拉力特别是非线性磁拉力的国内外发展概况进行介绍。归纳防止和减小不平衡磁拉力的有效措施,最后对电机不平衡磁拉力未来的研究方向进行展望。     

气隙偏心下永磁电机转子系统的振动特性分析

研究气隙偏心对永磁同步电机转子系统振动特性的影响。建立了气隙偏心下转子的动力学模型,结合永磁同步电机在带负载工作下转子永磁体及电枢电流共同形成的气隙磁场分布情况,利用Maxwell应力张量法计算了气隙偏心造成的不平衡磁拉力,并代入转子系统运动方程;通过实例分析,详细讨论了不同偏心以及负载类型对转子系统振动特性的影响。结果表明：质量偏心在增大转子振动的同时会削弱不平衡磁拉力的影响,使振动趋于规则;初始静偏心的大小和方向都将影响转子振动特性,当其方向和重力方向相反,振动强度将有所减弱;当外部负载转矩发生变化,其相应谐波频率的振动将被激发出来。     

高速电主轴转子—轴承系统动态特性分析

基于滚动轴承受力分析的拟静力学模型,通过变换求解变量,提出以接触角作为初始变量求解轴承动态特性方程组的简化求解方法和电主轴轴承对转子的支撑刚度,分析影响轴承支撑刚度的内外部因素。建立电主轴转子―轴承系统的简化模型,在考虑轴承动态支撑刚度的基础上,用有限元的方法进行分析,得到不同转速和轴向预紧力下轴承的支撑刚度及系统的1、2阶固有频率。最后进行电主轴静态锤击实验,实验结果和理论结果基本一致,验证理论分析的正确性。     

偏心故障下动车组牵引电机转子振动特性分析

气隙偏心和质量偏心是动车组牵引电机中普遍存在的两类偏心故障,而由此产生的不平衡磁拉力和机械不平衡力常诱发更为复杂的转子动力学行为,危害列车牵引驱动装置的安全可靠运行.为此,该文建立了静动气隙偏心和转子质量偏心下牵引电机转子系统的Jeffcott模型;推导了静动气隙偏心下牵引电机带负载运行时气隙磁密分布和转子铁芯表面Ma...     

高速精密电主轴动态热态特性的研究进展

高速化和精密化是目前世界装备制造业发展的两大趋势.高速精密电主轴作为机床赖以实现高速精密加工的核心功能部件,其性能的高低决定了机床的整体发展水平.目前制约电主轴发展水平的关键之一是对电主轴的动态热态特性缺乏系统深入的研究.本文从轴承动态特性、轴承热态特性、电主轴整体热态特性及主轴系统动态热态性能设计等角度,分析了影响电主轴工作性能的若干关键技术,介绍了国内外电主轴相关技术的研究进展,指出了高速精密电主轴技术的发展趋势.     

突发不平衡转子实验台的设计

章介绍了产生突发不平衡的装置，叙述了不平衡质量产生的原理及控制方法，最后进行了突发不平衡动态响应实验，结果证明，装置的效果是令人满意的。     

突发不平衡转子实验台设计

文章介绍了产生突发不平衡的装置，叙述了不平衡质量产生的原理及控制方法，最后进行了突发不平衡动态响应实验。结果证明，装置的效果是令人满意的。     

不平衡转子——滑动轴承系统稳定性的非线性研究

基于周期计算的打靶法和Ｆｌｏｇｕｅｔ稳定性理论，本给出了转子－轴承系统不平衡激励周期解及其稳定性分析的数值方法，用此方法研究刚性转子－圆柱轴承系统中不平衡量对稳定性的影响，结果表明，转子不平衡对稳定性有较大的影响，特别是较大的不平衡具有显的增稳作用，讨论了能抑制轴承油膜失稳的最小不平衡量的算法，中轴承瞬态滑膜力直接用差分求解Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程得到，虽然计算量较大，但计算结果较接近实际。     

不平衡转子扭转振动特征的测试

采用ＤＫ－Ⅱ型扭振测量系统，进行了不同转速下不平衡转子的弯曲，扭转振动的联合测量，得到了存在不平衡的故障转子的扭振特征和变化规律，即当转动频率小于一阶扭振固有频率时，扭振幅值随转速的升高而增大；当转动频率大于一阶扭振固有频率时，扭振幅值随转速的高而减小；当通过扭振界转速时，扭振相位翻转１８０°。     

不平衡磁拉力作用下水轮发电机组转子系统碰摩动力学分析

转子碰摩模型及其运动微分方程。利用数值积分方法,对系统由于励磁电流、转子质量偏心以及定子径向刚度变化引起的非线性动力学行为进行了研究,并给出了相应的分岔图、Poincaré映射图、时域图和频谱图。计算结果表明：UMP的存在使系统响应呈现出周期1、周期5、拟周期以及混沌等复杂的动力学现象并对其稳定性造成了明显影响;此外,较大的转子质量偏心以及定子径向刚度均有可能使局部碰摩发展为全周碰摩,对定子和转子造成巨大损害。     

高速转子分布式不平衡量无试重识别方法

为有效抑制分布式不平衡量所导致的转子故障振动,提出一种高速转子分布式不平衡量识别方法,该求解方法无需试重,且振动测试过程可在低于临界转速下进行。通过扩展影响系数动平衡方法与转子动力学模型的比较分析,得出了动力学传递函数与影响系数之间的关联关系。基于有限元动力学模型结点,实现了分布式不平衡具体描述,通过增加振动测试转速的方式,实现了动力学传递函数矩阵的满秩,进而给出了分布式不平衡量的求解公式,并在转子动平衡实验平台上进行了实例验证。结果表明,按该方法识别的不平衡量进行配重校正后,转子临界转速前后残余振动比动平衡前降幅非常明显,验证了该方法所识别不平衡量的准确性。     

模拟转子不平衡响应数值分析及实验研究

对模拟转子进行了不平衡响应的有限元计算，并进行了相应的实验研究。在转速为９６０ｒ／ｍｉｎ和１５６８ｒ／ｍｉｎ时，不平衡响应的计算结果与实验结果的误差近似为１．７％和２．１％，计算结果与实验结果相符。     

基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自动平衡

转子不平衡引起的同步振动是主动电磁轴承转子系统高速运行面临的一个主要激振源.通过对转子系统不平衡特性的分析,提出了一种基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自适应自动平衡控制方法.该方法无需控制对象的传递函数,亦不影响原控制系统稳定的频率边界,通过对主动电磁轴承在线施加试探性激振信号,同时检测控制电流响应中不平衡频率成分的幅值和相位变化,直接识别出不平衡干扰的Fourier系数,产生精确的补偿信号,从而使转子绕其质心轴旋转.实验测试结果表明提出的自适应自动平衡方法对不平衡干扰有显著的抑制作用.     

烟气轮机转子不平衡故障诊断研究

烟气轮机是石化系统重要的节能设备,它的正常运行与否直接关系到炼油厂的经济效益,转子不平衡是烟气轮机最常见故障之一,对正常生产安全造成极大危害.对烟气轮机故障运行实例诊断进行了研究,根据在线监测得到的烟气轮机前后轴承振动时域信号,并结合瀑布图分析、轴心轨迹分析及全息谱分析,分析了故障.     

高速电主轴轴向振动研究

针对高速电主轴轴向振动直接影响立式加工件品质高低问题,用有限元法建立高速电主轴转子-轴承动力学模型,分析系统固有特性。轴向一阶固有振型为转子刚体振动振形,固有频率远低于一阶径向振动,理论计算固有频率结果与实验结果误差较小;据线性二次型最优控制理论对高速电主轴轴向振动的主动抑制进行理论分析,设计输出反馈控制系统,建立闭环动力学模型。实例计算结果表明,闭环系统能有效抑制高速电主轴轴向振动。     

转子系统不平衡响应的灵敏度和估算方法

本文采用有限元法首次推导出系统的稳态不平衡响应关于各类参数的灵敏度公式,提出了用灵敏度公式估算不平衡响应的近似方法。在转子模型算例中,用所推公式研究了系统参数对不平衡响应的影响,并对不平衡响应进行了估算,将其与重新计算值相比较。当参数变化40%时,不平衡响应的估算误差低于3%,且估算与重算的机时比约为1∶5。