CN100374216C - 转子轴系扭振激振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到电力机械系统中轴系扭振激振的传动与控制技术，提出一种转子轴系扭振激振器。具有加长转子轴的电机两端分别安装2个滚动轴承，电机定子壳体上装有定子转动杆，转动杆与联杆万向联接。电机主轴通过联轴节与外部轴系连接，信号发生器的输出信号连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出连接直线激振器。直线激振器产生的直线振动通过联杆及定子转动杆使电机的定子产生扭转振动。本发明的特点在于，以较低的成本实现在定子产生的旋转磁场上叠加扭转振动，从而使转子产生旋转力矩的同时产生扭转力矩。

Description

转子轴系扭振激振器

技术领域

本发明涉及到电力机械系统中轴系扭振激振的传动与控制技术。

背景技术

在航空、航天、电力、机械、发动机等行业中，轴系的扭振是非常值得重视的问题。轴系的扭振控制不好会造成灾难性的后果。对于轴系扭振的分析及减震器的开发都离不开扭振激振器。早期出现的扭振激励装置主要是机械式，像万向节型，偏心质量型和扭摆型。它们的缺点是频率范围窄、功率小、零部件容易磨损、加工复杂。七、八十年代，国际上开始出现了具有电磁及液压激励的扭振装置。但是这些装置除了具有各自的局限性以外，都不能模拟所研究轴系的扭振特性，也不能进行动力减振器的调频减振性能实验。实际应用中的扭振激振器通常工作在轴系不转动的状态，与轴系实际工作状态不同。例如实用新型专利(200420023056.0)“扭振减振器性能试验台激振器”，通过液压方式实现轴系转动同时产生扭振激励，但是这种液压系统技术复杂、成本高。针对这种情况，本发明提出采用旋转磁场扭振激振器的技术方案，可以实现轴系在静止和转动状态下产生扭振激励。

发明内容

本发明的目的是提供一种在电机转子上产生转动力矩的同时也产生扭振力矩的转子轴系扭振直线激振器，该激振器可在轴系转动或静止状态下工作。

以下结合附图1～2对本发明的技术原理进行说明。转子轴系扭振激振器由电机、轴承、轴承支座、联轴节、定子转动杆、联杆、直线激振器、功率放大器、低频信号发生器、电机调速变频器、电源转换开关、直流电源组成。电机是具有加长转子轴的三相电机。在电机的加长转子轴的两端上分别安装两个滚动轴承，使电机能够润滑转动。电机定子壳体上装有定子转动杆，定子转动杆与联杆万向连接，即联杆与定子转动杆连接处可在小角度内自由转动。电机主轴通过联轴节与外部轴系连接。信号发生器的输出信号连接功率放大器的信号输入端，功率放大器的输出连接直线激振器，为直线激振器提供驱动电源。直线激振器产生的直线振动通过联杆及定子转动杆使电机的定子产生以电机转子轴为中心的扭转振动。电机转子的转动是由定子产生的旋转磁场驱动的，电机产生的旋转磁场与电机定子产生的扭转振动进行叠加，电机转子上产生转动力矩的同时也产生扭振力矩，扭振力矩通过电机轴及联轴节传递给外部轴系，由此完成扭振激振作用。信号发生器可产生特定波形、频率、幅度的激振信号。变频器为三相电机提供电源，通过变频器调节电机转速，使电机的转子将按照给定的转速转动。电机通过轴承及其支座支撑，电机离开基座可使电机的定子、转子均能自由转动。

当转子轴静态工作时，电机的三相电源线中任意两相连接一个直流电源使其电流达到额定值(直流)，此时定子产生一固定磁场，当定子扭动时，在转子上只产生扭振力矩而无旋转力矩。将图2中电源切换开关切换到直流电源一侧，即可成为静态轴工作状态。

附图说明

附图1为本发明扭振激振器轴系简图。

附图2为本发明各部件连接系统图。

具体实施方式

本实施例的结构如图1、图2所示，按照附图2将各部件进行连接。电机1为加长轴的三相鼠笼式电机，电机轴的长度视轴承座及连轴节的大小而定，本实施例的轴长比普通电机轴两端分别加长50mm。直线激振器7、功率放大器8、低频信号发生器9、变频器10、直流电源13均为通用设备和产品，两个轴承2-1、2-2为滚珠轴承。工作状态分为有轴系转动和轴系无转动两种状态。轴系无转动时：将电源转换开关11切换到直流电源13，电机定子产生恒定磁场轴系静止。此时根据试验要求设定信号发声器9输出信号的频率、幅度，功率放大器8驱动直线激振器7振动，并由此带动联杆6振动，使电机1的定子产生扭转振动。通过调节信号发声器9输出信号的频率、幅度来调节扭振的频率、振幅。由电机1定子扭转振动产生的磁场使转子产生扭转运动，磁场扭转运动在转子上产生扭振力矩。轴系转动工作时：将电源转换开关11切换到变频器10，使电机1带动轴系转动，并通过调节变频器10调节轴系转速从而产生与轴系无转动时相同的扭振力矩。

本发明的特点及有益之处在于，利用三相电机及直线激振器产生叠加有扭振的旋转磁场。本发明系统采用的三相电机、直线激振器、信号发生器等等都是通用产品，所需加工部件也非常简单。以较低的成本实现在定子产生的旋转磁场上叠加扭转振动，从而使转子产生旋转力矩的同时产生扭转力矩。

Claims (2)

1.转子轴系扭振激振器，由电机(1)、轴承(2)、轴承支座(3)、联轴节(4)、联杆(6)、直线激振器(7)、功率放大器(8)、低频信号发生器(9)、电机调速变频器(10)、电源转换开关(11)组成，其特征是在具有加长转子轴的电机(1)两端分别安装滚动轴承(2-1)和滚动轴承(2-2)，电机(1)定子壳体上装有定子转动杆(5)，定子转动杆(5)与联杆(6)万向联接，电机(1)主轴通过联轴节(4)与外部轴系(12)连接，信号发生器(9)的输出信号连接功率放大器(8)的输入端，功率放大器(8)的输出连接直线激振器(7)，为直线激振器(7)提供驱动电源，直线激振器(7)产生的直线振动通过联杆(6)及定子转动杆(5)使电机(1)的定子产生扭转振动。

2.按照权利要求1所述的转子轴系扭振激振器，其特征是所述电机(1)为三相电机，电机(1)通过轴承(2)及其支座(3)支撑，电机离开基座可使电机(1)的定子、转子均能自由转动。

Images