双面激振矩形复合压电振子的有限元分析

基于Ansys的压电耦合场,对复合压电振子进行模态,谐响应分析。通过模态分析了解振子的动态力学特性,得到振子的固有频率和振型;通过谐响应分析得到振子在简谐激励下的稳态响应,并得到振幅对频率的变化曲线,实现了矩形复合式压电振子的电压加载分析并利用瞬态分析模拟了振子的椭圆运动轨迹,对双面激振和单面激振效果进行了对比,结果表明双面激振更具优势。     

基于ANSYS的直线超声波电动机仿真

研究了一种纵弯复合型的直线超声波电动机,介绍了其结构和工作原理,运用ANSYS 11有限元分析软件建立了压电振子的有限元模型,对压电振子进行了模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析和接触分析.通过仿真得到了压电振子的振型,计算了压电振子的产生纵弯复合振动的最佳频率,验证了压电振子驱动足的椭圆运动的形成,并通过接触分析证明了这种直线超声波电动机的可行性.仿真结果对纵弯复合模态的直线超声波电动机的设计具有重要的指导意义,为直线超声波电动机的制作和实验研究奠定了基础.     

基于面内模态的直线超声微电机研究

对矩形压电振子进行了研究,对其结构进行了改进,提出了一种直线超声微电机,介绍了其结构和工作原理,运用ANSYS有限元分析软件建立了压电振子的有限元模型,对压电振子进行了模态分析和谐响应分析,对压电振子的纵向和弯曲振动的面内模态的简并进行了分析。分析发现改进后的压电振子激振频率降低,频率点得到优化;同时,压电振子的振幅也明显变大。研究结果为纵弯面内复合模态的直线超声电机制作和实验研究提供了依据。     

立式电机机座的动态性能仿真研究

本文在MSC.NASTRAN环境下,利用有限元方法进行了电机机座的瞬态分析和模态仿真,得到了机座的瞬态响应和系统的多阶固有振动频率、振型等参数值。根据仿真结果分析了机座的危险位置和振型。结果表明现有机座的结构基本满足设计要求,同时对比分析了不同地脚螺栓约束对机座振动的影响。获得机座的动态性能,为立式电机的改进提供了参考。     

行波超声波电动机“跑道”形压电振子的模态分析

研究超声物料输送装置的压电振子,其工作模态为面内弯曲振动。通过动态设计找出两个频率相等波长相差45°的弯曲振型,实现跑道形振子面内弯曲行波,使上下横梁产生微观运动,通过物料与振子间的摩擦力完成物料输送。     

阵列式热声谐振器的声学特性研究

通过对简单热声波导的模态分析和谐响应分析,得到了前6阶的谐振频率与振型,以及高阶频率下不良振型的存在,并且发现在基频的响应下,对谐波的产生没有抑制作用;通过对两种不同结构(中间型、末端型)的带缓冲器的声波导模态分析,发现末端型在前八阶模态中已经出现了波色散导致的区域性频率范围的共振,并且末端型谐振腔有抑制谐波的作用,但中间型谐振腔没有体现出抑制谐波的作用;通过对阵列谐振器波导的模态分析、谐响应分析,发现3谐振器波导有明显的抑制谐波的效果,但是二阶谐振频率的幅值仍然有一个峰值,但对于5谐振器来说,对于2阶以上的谐波幅值都有很好的抑制效果,已经满足热声热机谐波抑制的目标。     

矩形复合超声波电动机振子的尺寸调整及优化设计

基于矩形薄板面内振动的直线型复合超声波电动机振子的尺寸设计就是通过调整复合振子弹性体的尺寸参数,并借助ANSYS的模态分析,最终在同一驱动频率下激励出弹性基体的两个面内振动模态,从而实现压电振子表面按椭圆轨迹的振动.通过ANSYS分析得到了振子频率随各尺寸参数的变化规律,从而总结出矩形超声波电动机压电振子设计的基本步骤,最后进行了尺寸优化设计分析并进行了对比.结果表明该振子设计的方法可以用于矩形超声波电动机压电振子的尺寸调整问题,从而为实现谐振提供了很好的调整方法.     

永磁同步电机端盖模态分析及结构拓扑优化

为解决新能源车用永磁同步电机端盖振动引起电机噪声的问题,将电机端盖建立等效数字化物理三维模型,利用有限元分析软件对端盖模型进行振动模态分析。通过模态分析得到端盖的计算模态及模态振型并采用轻量化设计方法对电机端盖进行结构拓扑优化;通过对比端盖优化前后的计算模态及模态振型,证明优化后的端盖在保证端盖刚度的前提下,可以有效提高电机端盖的模态频率并减小端盖振幅,远离与电机发生共振的频率范围,对车用永磁同步电机的结构设计有重要的指导意义。     

不同预紧力下变压器绕组轴向振动模态分析

根据电力变压器绕组的轴向振动的弹簧质量系统数学模型并考虑了电力变压器绕组的轴向振动的非线性特点,建立了轴向质量、弹塑性绝缘垫块和夹件组成的电力变压器绕组的模态仿真系统,给出了电力变压器绕组在不同预紧力下的轴向振动模态分析的方法,得出每一阶模态具有特定的固有频率和模态振型.指出了电力变压器绕组轴向预紧力的变化与其轴向振动固有频率变化之间的关系,并通过有限元软件ANSYS进行仿真分析和瞬态激振法进行实验验证.结果表明,仿真计算和实验数据相符合.建立了绕组的不同预紧力与固有频率变化之间的关系数据库, 为电力变压器绕组结构设计时固有频率避开轴向电磁力的频率提供了理论和实验依据.     

基于谐响应的大型异步电机电磁振动分析

大型异步电机的电磁振动是电机振动的主要构成部分,对电机振动等级的评估需要进行准确的电磁振动分析,本文以一台10 kV兆瓦级大型异步电机为对象进行电磁振动分析。首先对完整的电机模型进行模态分析,求解固有频率及对应振型,并实验测量了电机实际运行时的固有频率;然后将电磁场二维有限元计算得到的径向电磁力作为载荷,对该电机进行谐响应分析,最后与实验测得的振动速率对比。结果表明,基于电机整机模型的模态分析和谐响应分析可以较为准确地分析大型异步电机电磁振动,能够为电机的优化设计或电磁振动抑制提供理论依据。     

楔环联接方式的圆柱壳体振动传递特性分析

为了降低系统的振动噪声,楔环联接结构被广泛地应用于圆柱壳体的联接.通过对楔环联接进行适当的简化,运用ANSYS进行模态分析和谐响应分析,并在谐响应分析结果的基础上提取楔环联接两侧的振动响应值以进一步求取振级落差,仿真得到振级差曲线,分析该联接方式对振动传递特性的影响.在振动实验中,采用正弦激励法得到实测的振级落差曲线....     

TURBINE-GENERATOR SHAFT TORQUES AND FATIGUE LIFE EXPENDITURE PREDICTED BY FREQUENCY DOMAIN AND TIME DOMAIN METHODS FOLLOWING SEVERE DISTURBANCES ON THE SYSTEM SUPPLY

ABSTRACT

This paper examines precision of predicting time responses for torque in turbine-generator-exciter shafts together with fatigue life expenditure of shafts by frequency domain analysis not analysed in the literature heretofore following incidence and clearance of worst-case disturbances on the electrical supply system. Effect of both governor and avr action following a range of disturbances is also illustrated. The effect of steam and electrical viscous damping on maximum and minimum shaft torques predicted by frequency domain analysis for a range of disturbances as a function of the fault clearing time is also depicted

The analysis is based on Fourier analysis of generator airgap torque following incidence and clearance of a severe supply network disturbance or following mal-synchronisation to obtain torque excitation which acts on the generator rotor corresponding to each modal vibration. Amplitude and phase of each modal vibration is thereby determined. Using appropriate damping, time responses for shaft torque at each shaft cell is constructed by summing components which correspond to each modal vibration. These time responses are compared with those obtained by solution of more than 50 differential equations which simulate the shaft train, turbine, generator, governor and avr

It is shown that time responses for transient turbine-generator-exciter shaft torques together with maximum shaft torques and fatigue life expenditure of the shaft can be predicted faithfully by frequency domain analysis taking due account of magnitude and phase of each modal vibration, and damping, following (i) worst-case Line-Line-Line, Line-Line, and Line-Ground disturbances from full-load to no-load with clearance, and (ii) mal-synchronisation. Simulation of damping of rotor swing, together with governor action, is important in making precise assessments of transient turbine shaft torque (and fatigue life expenditure of the shaft) at shaft locations which are close to die generator

660 MW, 1000 MW and 1300 MW two-pole Machines are analysed.     

基于有限元法的驻波型直线超声波电机振动特性分析

采用有限元法研究一种驻波型直线超声波电机的振动特性。建立了电机的三维有限元模型,在有限元模型的基础上对电机进行模态分析,得到了电机横向一阶弯曲振动的共振频率,并分析了驱动足的位置对共振频率的影响。在模态分析的基础上,给电机通以高频交流电进行谐响应分析,研究电机在外加电源作用下的横向弯曲振动的振幅以及驱动足尖的运动轨迹。制作了驻波型直线超声波电机样机,对样机进行阻抗-频率特性测试,测试结果验证了理论分析结果。     

鼠笼转子端部扭振特性研究及其对结构可靠性影响

针对变频器驱动下牵引电机受到谐波转矩的影响,分析了谐波转矩对铜条式鼠笼转子结构的作用机理。采用试验与仿真相结合的方法识别鼠笼转子端部特性。首先,通过模态分析,获取了鼠笼转子的模态参数;然后,建立了基于模态试验的转子等效有限元模型,分析了其在12倍频特征电磁激励下的静强度及谐响应。最后,基于导条振动测试平台,研究了鼠笼转子端部扭振特性,并对载荷放大效应进行了验证,为提升铜条式鼠笼转子端部结构的可靠性提供了一定的理论支撑。     

不同负荷模型下高速铁路牵引供电系统谐波谐振敏感度分析

高速铁路牵引供电系统不同的负荷模型将得到不同的节点导纳矩阵,从而对谐波谐振幅度、频率产生较大的影响。利用复矩阵模态分析研究不同高速列车的谐波模型对高速铁路牵引供电系统谐波谐振特性的影响规律。将利用频谱分析得到的驱动点阻抗变化曲线与三种不同负荷谐波模型得到的模态幅值和频率敏感度分析进行对比。结果表明,不同的谐波模型在相同的谐振模态下得到了相近的谐振频率区域。     

基于HF-HHT的暂态扰动信号分析

文中引入了一种基于高频谐波注入法的希尔伯特黄变换(HF-HHT),以此来克服经验模态分解在电力系统暂态扰动信号检测中出现的模态混叠现象.该方法通过设置注入高频信号的频率,结合HHT,对暂态扰动信号进行分析,达到了抑制模态混叠的目的 .HF-HHT的关键在于高频谐波注入频率的选取,文中通过理论分析和仿真实验得出有效且普适的频率选取原则:当注入高频谐波频率在以原信号高频成分的最大频率1/2倍为中心,上下波动在基波频率1/2倍范围内时,HF-HHT普遍有效.并对实测电能质量信号进行分析,验证了该方法在电力系统暂态扰动信号检测中的有效性和普适性.     

Three winding transformer s-domain model for modal analysis of electrical networks

This paper describes an s-domain sequence model for three winding transformers to be used in modal analysis of ac networks. The model takes into account off-nominal tap positions and the phase shifts among the windings. The main contribution of this proposed model is to complete the set of s-domain models of electrical system components already developed (loads, transmission lines, generators, harmonic filters, shunt elements) suitable for modal analysis of complex electrical networks. Modal analysis provides an important set of system information that is hard to be obtained using the conventional time simulation and frequency response methods. This information may be effectively used to improve the harmonic performance of electrical networks, to build linear equivalents for harmonic and electromagnetic transient studies and to perform linear dynamic performance analysis.     

基于变分模态分解与Teager能量算子的谐波/间谐波检测方法

为了提高电力谐波信号中谐波/间谐波的检测精度,提出一种基于变分模态分解(VMD)与Teager能量算子相结合的检测新方法。利用相关系数法来确定VMD算法中的模态分解个数K;采用VMD对谐波/间谐波信号进行分解,得到一系列IMF分量;利用Teager能量算子对IMF分量进行解调分析,能够得到分量的瞬时幅值和频率,同时根据时频图中瞬时频率突变点,可准确定位暂态谐波/间谐波的起止时刻。在信噪比较低的情况下,将集合经验模态分解(EEMD)、VMD分别与Teager能量算子相结合进行谐波/间谐波检测的对比。仿真实验对比表明文中所提方法能将稳态、暂态谐波信号进行有效的分离,同时具有较高的检测精度和较好的噪声鲁棒性。