交流电机驱动弹性连杆式振动机械的Sommerfeld效应分析

作     者：陈晓哲 刘俊岐 钟山 李凌轩 CHEN Xiao-zhe;LIU Jun-qi;ZHONG Shan;LI Ling-xuan

作者机构：东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2023年第36卷第5期

页      面：1266-1272页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51905081) 河北省自然科学基金资助项目(E2019501117,E2021501014) 中央高校基本科研业务费资助项目(N2223028,N2123026) 

主　　题：非理想振动系统 非线性跳跃 机电耦合 交流电机 

摘      要：针对一类由交流电机驱动的弹性连杆式振动机械,研究了该非理想振动系统中的Sommerfeld效应。基于拉格朗日方程,引入交流电机的数学模型,建立了该振动系统的机电耦合动力学方程。应用平均法,推导了系统一次近似解析解及稳态运动时的电机运动方程。根据一次稳定性判别法,获得该系统的三个稳定性条件。通过对理论结果进行数值分析发现,交流电机驱动的非理想振动系统必须考虑机电耦合作用,因为其幅频特性曲线也具有硬式非线性特征。对存在转速跳跃现象的案例进行分析发现,其产生原因均是电机运动方程本身是超越方程,存在多根现象。需要将参数代入稳定性条件判断哪个状态是稳定的。上述理论结果通过时域仿真得到了验证。对质量、主振刚度、传动刚度、偏心半径和电机阻尼等系统参数进行了定量的数值讨论,可以为该类振动机械参数设计提供依据。