编辑：青岛矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：301
青岛矿用变压器―曲柄滑块机构系统的动态分析耦联方程 核心提示： 现代机构不断向高速、高精度方向发展，但是，这些高速轻质机构在运行中也时常表现出一些未曾料及的现象，有时甚至是严重的故障，如：驱动电机的电磁谐波有时会引起这样的高速轻型机构产生强烈振动；系统的临界转现代机构不断向高速、高精度方向发展，但是，这些高速轻质机构在运行中也时常表现出一些未曾料及的现象，有时甚至是严重的故障，如：驱动电机的电磁谐波有时会引起这样的高速轻型机构产生强烈振动；系统的临界转速会随电机的运行参数变化而变化；在一定条件下，系统出现了参数共振与强迫振动相耦合的振动，等等。究其原因，是系统的耦合动力学等问题尚未得到详细探讨，对电磁参数、结构参数与系统动态特性之间的联系缺乏全局性的认识因此，以青岛矿用变压器-机构为研究对象的动力学问题是亟待研究的研究，但它们的探讨都是以电机的转子无任何偏心和振动为前提的。显然，基于这种理想状态所建立的机电耦合关系过于简单，在此基础建立的系统动态方程也难以用于研究机电系统运行中的异常行为。
本文以在机电系统中广泛应用的电机的正常运转工况为背景，从电机气隙电磁场的普遍情形出发，研究青岛矿用变压器-曲柄滑块机构的机电耦合关系，再根据Lagrange-Maxwell原理建立系统的动态方程，系统简图如所示所建方程反映了电磁参数、转子振动与机构运动输出等之间的内在联系，在此基础上可进一步研究电磁参数、结构参数等与系统的临界转速、运动稳定性等问题，对研究机构在运行中的异常现象也有实际意义，还可进一步研究青岛矿用变压器-弹性连杆机构的动态行为1机构运动分析曲柄滑块机构运动分析时为单自由度系统，选用一个参数就可以描述机构的运动状态本文取曲柄转角h作为变量，而曲柄滑块机构的运动参数（位移速度加速度或转角、角速度角加速度）是以h为变量的函数。
曲柄滑块机构的运动分析简图如所示，曲柄和连杆的长度分别为/1/2，它们与X轴正向的夹角（取逆时针方向为正）分别为hh连杆的质量为m2，其质心为S2，点丑到S2的距离为/s2假设连杆具有均的横截面积和惯性矩，质量为m3的滑块沿轨道做无摩擦运动，其质心与点C重合（2）（3）中，sgac分别为滑块行程速度加速度，其中行程从右死点G）算起；/1//2，为连杆系数。以上三式表明，滑块的运动规律与曲柄位置有关，它的速度和加速度随着曲柄转角h和角速度h的变化而变化1.2确定机构的其它运动参数对曲柄滑块机构各点的运动参数分析如下，以B点作为基点，则G和S2点的速度计算公式为g=g+gB（4）连杆BG角速度的计算公式为hYosh连杆质心的速度公式2机构的等效转换根据功能原理对曲柄滑块机构向曲柄进行等效转换，其等效转动惯量的计算公式为：将式（1）对时间进行一次和二次求导，得到滑块的速度及位移式（9）中，Ja为曲柄AB对转动中心A的转动惯量；Js2为连杆BG对其质心S2的转动惯量。由式（9）可以看出，机构的等效转动惯量Je是曲柄转角h的函数。
等效转换后的曲柄滑块机构的动能为3系统动态方程bookmark2如所示，青岛矿用变压器的定子内圆的几何中心O作为坐标系原点，转子外圆的几何中心为i（x，y），转子的质量中心为2，iCfe=r由机电分析动力学知电机定、转子气隙的基波合成磁势为上，Flm= 0.9/2―2kw2，其中，FlmmF2m分别为定、转子合成磁势的幅值；'1'2分别为定转子的相数；―1―2分别为定转子绕组的匝数；/1/2为定、转子电流；kwlkw2为定、转子绕组系数；p为电机的极对数；k为电机的同步转速；S为转子滑差；T为径向气隙与x轴的夹角；h= h+ h，为转子电流滞后定子电流的相位角；hh分别为定、转子电流的初相位电机气隙的磁导为：上的前2项是转子横向振动动能；第3项是转子和曲柄滑块机构转动动能之和，其中m为电机转子的质量；J=J+Jd，Je为曲柄滑块机构的等效转动惯量，Jd为电机转子的转动惯量；第4项是转子的弯曲势能，k为转子弯曲弹性系数系统振动的机械耗散函数为：――空气导磁系数W――电机的均匀气隙长度k――饱和度x、y转子外圆的几何中心的坐标（12代入气隙磁场能的计算公式得：得到系统的动态方程式（16）中的是系统的非线性项。
（17）这里，参数入1、入2hN1N2N3分别由下式决定4结束语高速轻载机电系统的机电耦合关系尚未得到深入研究，其运行中表现出的异常现象未能作出合理解释。本文以对称运行电机和曲柄滑块机构作为研究对象，从电磁场的实际状况入手分析机电耦合关系，基于Lagrange-Maxwell方矿用变压器程建立了系统的时变非线性动态方程，反映了电机电磁参数、机构结构参数与系统动态行为参数间的关系，为进一步研究此类系统的临界转速、运动稳定性等动态性能作了准备，对探讨高速轻载机电系统的异常工况，设计动态特性优良的新型机电产品有一定意义
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