基于旋轉角加速度傳感器的電力拖動系統(tǒng)扭振檢測及電機扭振抑制方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、電力拖動系統(tǒng)是指由電動機作為原動機,通過傳動裝置拖動機械負載運轉,從而完成生產(chǎn)任務的系統(tǒng),在航空、化工、紡織等多個領域得到了廣泛的應用。電力拖動系統(tǒng)運行時,當原動機的驅動轉矩與機械負載的阻轉矩不平衡時,系統(tǒng)就會存在扭轉振動,繼而引起振動和噪聲。此外,扭轉振動還會縮短原動機轉子及傳動裝置的壽命。因此,研究可以直接測量電力拖動系統(tǒng)扭轉振動的新方法,剖析系統(tǒng)產(chǎn)生扭轉振動的原因,揭示相關參數(shù)對系統(tǒng)扭轉振動的影響機理,探究系統(tǒng)扭轉振動的變化規(guī)律,

2、從而提出抑制系統(tǒng)扭轉振動的新方法,具有重要的科學意義和工程應用價值。
  根據(jù)電力拖動系統(tǒng)的運動學方程可知,系統(tǒng)的扭轉振動會以旋轉角加速度波動的形式體現(xiàn)出來?;诖?,本文提出了一種基于電磁感應原理的,能夠直接、實時、客觀的檢測旋轉角加速度的新方法,闡述了旋轉角加速度的測量原理,建立了對應的有限元模型,通過仿真驗證了旋轉角加速度測量原理的可行性,依據(jù)該方法設計了新結構旋轉角加速度傳感器,完成了傳感器樣機的制作。
  由于旋轉角

3、加速度傳感器的測量精度很大程度上依賴于標定的準確度,因此,本文提出了一種的角加速度標定方法,闡述了標定方法的工作原理,根據(jù)該方法研制了旋轉角加速度傳感器標定系統(tǒng),對傳感器進行了標定實驗,得到了傳感器的性能指標。
  以研制的旋轉角加速度傳感器為硬件支撐,對兩種電力拖動系統(tǒng)的扭轉振動進行了檢測,剖析了系統(tǒng)扭轉振動的產(chǎn)生原因,研究了系統(tǒng)扭轉振動的變化規(guī)律,揭示了相關參數(shù)對系統(tǒng)扭轉振動的影響機理,最后提出了相應的扭轉振動抑制方法,具體內(nèi)

4、容如下:
  1.闡述了單相電容運轉電動機的工作原理,建立了單相電容運轉電機拖動系統(tǒng)的數(shù)學模型;對拖動系統(tǒng)在空載、改變負載和改變電容多種工況下的扭轉振動進行了檢測,經(jīng)過分析表明定子旋轉磁場的橢圓度變化是造成系統(tǒng)存在扭轉振動的主要原因;通過等效電路和相量圖對系統(tǒng)多種工況下的扭轉振動變化規(guī)律進行了剖析,得到了負載、電容參數(shù)變化對旋轉磁場橢圓度的影響機理;優(yōu)化了抑制單相電容運行電機拖動系統(tǒng)扭轉振動的方法,通過負載和可調電容和合理匹配,達

5、到改善定子旋轉磁場橢圓度,抑制系統(tǒng)扭轉振動的目的。
  2.介紹了罩極式單相異步電動機的工作原理,提出了一種新的計算定子旋轉磁場橢圓度的方法;采用雙旋轉磁場理論對定子產(chǎn)生的磁勢進行了分析,得到了罩極式單相異步電機拖動系統(tǒng)的等效電路;推導了氣隙旋轉磁場和轉子電流的數(shù)學表達式,獲取了罩極式單相異步電動機的電磁轉矩表達式,表明電磁轉矩巾包含二倍頻振動轉矩分量;對罩極式單相異步電機拖動系統(tǒng)運行時的扭轉振動進行了檢測,驗證了上述理論的正確性

6、;根據(jù)罩極式單相異步電機拖動系統(tǒng)扭轉振動的產(chǎn)生機理和變化規(guī)律,提出了一種基于谷峰互補疊加原理的扭轉振動抑制新方法;研制了新型罩極式單相異步電機樣機,通過實驗表明由新結構罩極式單相異步電機的二倍頻振動轉矩分量產(chǎn)生的扭轉振動,能夠得到有效的抑制。
  本文研制的旋轉角加速度傳感器,可以直接測量拖動系統(tǒng)的瞬時扭轉振動,且安裝簡單,測量時只需和被測系統(tǒng)同軸相連即可;提出的旋轉角加速傳感器標定系統(tǒng),可產(chǎn)生重復的旋轉角加速度激勵,能夠實現(xiàn)旋轉

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