自动引线系统中旋转偏心检测与补偿方法

1

作者 王跃宗 曲道多 王盛逸 《北京工业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期1-12,共12页

在空心杯转子线圈的自动引线微操作系统中,线圈的几何中心很难与旋转台的回转中心重合,因此在旋转过程中产生偏心现象,进而导致线圈引线失败。为此,提出了一种检测和补偿线圈偏差的方法。从分析线圈偏心源出发,建立偏心数学模型,设计了... 在空心杯转子线圈的自动引线微操作系统中,线圈的几何中心很难与旋转台的回转中心重合,因此在旋转过程中产生偏心现象,进而导致线圈引线失败。为此,提出了一种检测和补偿线圈偏差的方法。从分析线圈偏心源出发,建立偏心数学模型,设计了一种偏心模型与图像特征提取算法结合的偏差测量方法,并提出基于自动控制与补偿模型的校正方法。通过实验验证了模型的精确性以及偏心补偿的有效性,基于均方根误差的评价,模型对于偏差预测以及特征提取算法均具有较高的精度,补偿后的最大残余误差小于4μm,平均补偿幅度约为98.6%,引线实验展示了所提方法的优良性能。提出的偏心检测补偿方法具有精度高、复杂度低、效率高、实时性,以及嵌入式等优点,且在微操作以及微装配领域具有更合适、更广泛的应用。 展开更多

关键词 空心杯转子线圈 旋转偏心 模型 特征提取 微操作 微装配

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基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁-固双向耦合分析方法 被引量：1

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作者 徐晨期 祝长生 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期1922-1934,I0026,共14页

提出一种基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁-固双向耦合分析方法,能够考虑转子轴向偏心和端部效应的影响。首先,建立电机的磁-固双向耦合动力学模型,分析耦合计算过程中的各类激励力;其次,提出一种准三维电磁场模型,将转子轴向偏心... 提出一种基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁-固双向耦合分析方法,能够考虑转子轴向偏心和端部效应的影响。首先,建立电机的磁-固双向耦合动力学模型,分析耦合计算过程中的各类激励力;其次,提出一种准三维电磁场模型,将转子轴向偏心问题轴向分段简化,并用修正函数来考虑端部效应的影响;然后,提出一种结构场与电磁场的初始网格划分和网格节点标记方法,实现了不同物理场在双向耦合计算中的数据快速、精确传递,并通过循环迭代计算的方式实现了基于准三维模型的磁-固双向耦合计算;最后,利用所提出的电机磁-固双向耦合电磁振动分析方法对一台MW级永磁同步电机的电磁振动特性进行定量分析,并与试验结果进行比较,验证所提方法的准确性。 展开更多

关键词 电机 电磁振动 磁-固双向耦合 准三维模型 转子轴向偏心 端部效应

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转子偏心效应下大范围转动弹性梁外激励非线性动力学行为与振动机制

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作者 赵磊 翟冉 +1 位作者 闫照方 矫立宽 《机床与液压》 北大核心 2024年第7期6-14,共9页

为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用... 为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用时、频域分析法解析转子偏心效应下弹性梁的振动机制以及外激励下的频谱响应特性。研究结果表明:外激励响应在转子偏心效应下会衍生新的低频谐波分量,转速和激励幅值的增加会导致频域内多个低频谐波分量高于主振,易引发不同程度的间歇性振动;外激励频率提高会引起频域谱峰后移,数值仿真5~35 Hz频段的外激励,当频率为25 Hz时其低频谐波分量是主振幅值的2倍,高达0.181 mm,进而呈现明显的外激励突发性激振。因此,借助时、频域分析可有效解析具有随机性的间歇性或突发性振动产生机制,可为大型旋转柔性机械的动力学优化设计提供重要的理论基础和数据支持。 展开更多

关键词 大范围转动弹性梁 刚-柔耦合动力学模型 转子偏心效应 外激励 振动机制

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吸振器与球平衡器并用控制转子不平衡振动的理论研究 被引量：2

4

作者 朱光远 张小龙 +1 位作者 东亚斌 何育民 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期954-963,共10页

球式自动平衡器(Automatic Ball Balancer,简称ABB)可以在临界转速以上区域完全消除转子未知不平衡量,但其缺点是在临界转速附近会引起大振幅的共振响应和不稳定振荡。为此增加动力吸振器(Dynamic Vibration Absorber,简称DVA)来克服其... 球式自动平衡器(Automatic Ball Balancer,简称ABB)可以在临界转速以上区域完全消除转子未知不平衡量,但其缺点是在临界转速附近会引起大振幅的共振响应和不稳定振荡。为此增加动力吸振器(Dynamic Vibration Absorber,简称DVA)来克服其缺点,改善其抑振性能。以Jeffcott偏心转子模型为研究对象,根据拉格朗日方程建立了吸振器、球平衡器单独使用以及两者结合使用时控制转子不平衡振动的动力学方程,使用谐波平衡法理论求解新耦合系统的振幅表达式,并分析各参数对稳态幅频曲线的影响规律以获得较合适的参数,采用龙格-库塔数值方法计算得到稳态幅频特性图和瞬态振幅时域变化曲线。对比结果表明,两种手段并用的新方案有效降低了转子经过临界共振区时的振动水平,并使转子在临界转速以上区域衰减为零振幅,达到了融合两者优点的目的,具有更优良的抑振效果。 展开更多

关键词 振动控制 jeffcott偏心转子模型 动力吸振器 球式自动平衡器 临界转速

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基于滞回碰摩力模型的转子系统碰摩响应研究 被引量：6

5

作者 曹登庆 杨洋 +2 位作者 王德友 陈华涛 姜广义 《航空发动机》 2014年第1期1-9,共9页

转/静子碰摩是影响旋转机械的稳定性与安全性的重要因素之一,而碰摩力的表征则是预测转子系统动力学响应的关键问题。讨论了已有转/静子碰摩力模型的适用范围,重点阐述滞回碰摩力模型的物理意义,并与几种经典的碰摩力模型进行比较;以Jef... 转/静子碰摩是影响旋转机械的稳定性与安全性的重要因素之一,而碰摩力的表征则是预测转子系统动力学响应的关键问题。讨论了已有转/静子碰摩力模型的适用范围,重点阐述滞回碰摩力模型的物理意义,并与几种经典的碰摩力模型进行比较;以Jeffcott转子作为典型例子,基于滞回碰摩力模型给出系统的碰摩响应,并与采用线性碰摩力模型所得到的碰摩响应进行比较;利用数值仿真的结果分析静子刚度、转子偏心距等因素对采用滞回碰摩力模型的转子碰摩响应的影响。数值仿真的结果表明:采用滞回碰摩力模型得出的失稳速度(1226 rad/s)低于采用线性碰摩力模型得出的失稳速度(1476 rad/s),且系统的动力学特性更为复杂,因此,可以更真实地反应碰摩的物理实质。 展开更多

关键词 jeffcott转子 碰摩 线性模型 赫兹模型 滞回模型

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转子偏心对凸极同步发电机主保护不平衡电流的影响 被引量：8

6

作者 诸嘉慧 邱阿瑞 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期57-60,85,共5页

为了分析转子偏心对大型凸极同步发电机主保护不平衡电流的影响,提出了以"电磁场—多回路结合法"进行研究的思路,该分析方法将大型凸极同步发电机转子偏心问题分解成体现发电机外部特性的电压方程求解与体现内部特性的电磁参... 为了分析转子偏心对大型凸极同步发电机主保护不平衡电流的影响,提出了以"电磁场—多回路结合法"进行研究的思路,该分析方法将大型凸极同步发电机转子偏心问题分解成体现发电机外部特性的电压方程求解与体现内部特性的电磁参数计算的2个问题。建立了转子偏心凸极同步发电机的多回路数学模型,并采用电磁场有限元法计算了转子偏心下的电磁参数。在一台12极、3kW转子偏心的凸极同步发电机实验样机上进行了空载和带三相电阻负载实验,将实验结果与仿真结果进行对比,结果验证了数学模型和数值解法的正确性。 展开更多

关键词 大型凸极同步发电机 转子偏心 多回路模型 有限元法 不平衡电流

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微型无油滚动转子压缩机的动力特性与摩擦损失分析

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作者 孙效航 杨启超 +1 位作者 史本林 陈沐清 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第8期1447-1454,共8页

微型滚动转子压缩机的无油化带来的摩擦损耗问题不容忽视,研究其摩擦损耗分布规律及其改进措施对提高压缩机效率至关重要,为此,对微型无油滚动转子压缩机主要摩擦副进行了变工况、变结构的摩擦功耗研究。首先,建立了微型无油滚动转子压... 微型滚动转子压缩机的无油化带来的摩擦损耗问题不容忽视,研究其摩擦损耗分布规律及其改进措施对提高压缩机效率至关重要,为此,对微型无油滚动转子压缩机主要摩擦副进行了变工况、变结构的摩擦功耗研究。首先,建立了微型无油滚动转子压缩机动力学分析的数学模型;然后,对微型无油滚动转子压缩机主要部件的受力进行了特性分析,并计算获得了主要摩擦副摩擦功耗随主轴转角的变化规律;最后,分析了排气压力、滑片厚度、偏心率和相对气缸长度对微型无油滚动转子压缩机主要摩擦副摩擦功耗及其占比的影响规律。研究结果表明:排气压力从1100 kPa提高至1800 kPa,压缩机总摩擦功耗升高了67.7%;滑片厚度从1 mm提高至3 mm,总摩擦功耗仅升高了32.8%;偏心率从0.06提高至0.2,总摩擦功耗升高了121.5%;相对气缸长度从0.25提高至0.6,总摩擦功耗升高了31.9%。根据分析结果可得出结论:微型无油滚动转子压缩机的偏心率的取值在0.14左右最为合适,优化偏心率对改善微型无油滚动转子压缩机的摩擦损失效果最明显,其次是改变滑片厚度,最后是改变相对气缸长度。 展开更多

关键词 微型无油滚动转子压缩机 摩擦损耗分布规律 数学模型 偏心率 滑片厚度 相对气缸长度 受力分析

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异步电动机断条与静偏心复合故障的电流特征 被引量：12

8

作者 田慕琴 李双双 +1 位作者 宋建成 吝伶艳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1-9,共9页

为了研究笼型异步电动机断条和静态偏心复合故障特征,采用多回路数学模型和改进的绕组函数法对复合故障下的定子电流特征进行了机理分析和仿真研究。首先建立笼型异步电动机的多回路数学模型,通过改进的绕组函数法计算了笼型异步电动机... 为了研究笼型异步电动机断条和静态偏心复合故障特征,采用多回路数学模型和改进的绕组函数法对复合故障下的定子电流特征进行了机理分析和仿真研究。首先建立笼型异步电动机的多回路数学模型,通过改进的绕组函数法计算了笼型异步电动机复合故障下的电感参数,推导了复合故障在定子电流中产生的特定谐波频率计算公式,然后建立了笼型异步电动机正常状态和复合故障时的有限元仿真模型,通过仿真对理论结果进行了验证。结果表明,复合故障发生时定子电流中除存在单一断条和静态偏心故障的特征频率外,还会产生一系列附加谐波分量,理论分析与仿真结果相符。 展开更多

关键词 笼型异步电动机 复合故障 转子断条 静态偏心 多回路模型 绕组函数法

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水泵转子径向圆跳动检测数据修正 被引量：4

9

作者 许会 王宇峰 +1 位作者 赵云鹏 车新生 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2019年第1期57-61,共5页

针对应用千分表和电涡流传感器进行水泵转子径向圆跳动检测时,检测结果出现正弦变化规律的现象,分析了安装偏心误差对检测结果的影响原理,建立了相应的数学模型.运用最小二乘拟合法计算出变化曲线的幅值及初相位,从而消除偏心误差实现... 针对应用千分表和电涡流传感器进行水泵转子径向圆跳动检测时,检测结果出现正弦变化规律的现象,分析了安装偏心误差对检测结果的影响原理,建立了相应的数学模型.运用最小二乘拟合法计算出变化曲线的幅值及初相位,从而消除偏心误差实现误差分离.结果表明,当将所提方法应用在水泵转子径向圆跳动检测的工程实践中时,可以有效消除安装偏心引起的误差,从而提高检测精确度.拟合平方和误差约为0. 000 9,所提方法可以广泛应用于轴类工件的检测实践. 展开更多

关键词 水泵转子 径向圆跳动 千分表 电涡流传感器 偏心误差 偏心数学模型 误差分离 最小二乘拟合

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表贴式永磁电机电枢反应磁场的子域模型 被引量：5

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作者 韩汇文 祝长生 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1682-1689,共8页

将表贴式永磁电机的电枢反应磁场划分为气隙子域(包含永磁体区域)、定子槽子域和定子槽开口子域,求解各个子域上的泛定方程得到其通解;施加通过考虑转子偏心的一阶摄动法得到的边界条件和分界面条件,来求得每个子域上电枢反应磁场的解析... 将表贴式永磁电机的电枢反应磁场划分为气隙子域(包含永磁体区域)、定子槽子域和定子槽开口子域,求解各个子域上的泛定方程得到其通解;施加通过考虑转子偏心的一阶摄动法得到的边界条件和分界面条件,来求得每个子域上电枢反应磁场的解析解.建立可以精确考虑定子槽、定子槽开口和转子偏心影响的表贴式永磁电机电枢反应磁场的解析子域模型,将解析模型的计算结果与采用有限元法得到的计算结果进行对比,结果表明:该解析模型可以精确地预测含有齿槽效应和转子偏心(静偏心、动偏心及两者组合)影响的表贴式永磁电机的电枢反应磁场. 展开更多

关键词 电枢反应 转子偏心 磁场 齿槽效应 子域模型

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复合故障状态下行星齿轮-转子耦合系统振动响应特性研究

11

作者 周博虎 李国彦 +1 位作者 任昱霖 熊晓燕 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第10期1471-1482,共12页

目前,国内外学者对齿轮-转子耦合系统的动力学特性进行了研究,但是上述研究均没有考虑行星齿轮-转子复合故障状态。为此,以单级行星齿轮箱为例,通过构建含转子偏心和齿根裂纹故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型,对复合故障状态下的... 目前,国内外学者对齿轮-转子耦合系统的动力学特性进行了研究,但是上述研究均没有考虑行星齿轮-转子复合故障状态。为此,以单级行星齿轮箱为例,通过构建含转子偏心和齿根裂纹故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型,对复合故障状态下的行星齿轮-转子耦合系统振动响应特性进行了仿真分析和实验研究。首先,采用了集中参数法和Timoshenko梁理论,考虑了时变啮合刚度、支撑刚度、阻尼、陀螺效应、传动轴柔性等因素,建立了含转轴偏心-齿根裂纹复合故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型;然后,采用了时间历程、频谱、轴心轨迹及相轨迹等方法,并根据其数值分析了不同故障对系统动态特性的影响,研究了偏心状态下裂纹扩展对系统振动响应特性的影响;最后,采用不同裂纹故障测试实验,验证了模型的准确性。研究结果表明:转轴偏心对啮合振动的影响显著,在行星轮系故障特性的分析中不可忽视;偏心-裂纹耦合影响下,系统振动响应由不平衡振动、正常啮合振动、故障冲击振动多源耦合而成,频谱中出现了转频f_( r)、啮合谐波kf _(m)以及复杂边带成分kf _(m)±f _(r)、kf _(m)±f _(r)±nf _(sc),并且随着裂纹程度的加大,调制现象更加明显。该研究结果可以为行星齿轮-转子系统复合故障诊断提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 齿轮传动 行星齿轮-转子耦合系统动力学模型 多源耦合振动 齿根裂纹扩展 转轴偏心 复合故障振动特性

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Simulation Research of Fault Model of Detecting Rotor Dynamic Eccentricity in Brushless DC Motor Based on Motor Current Signature Analysis 被引量：12

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作者 赵向阳 葛文韬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第36期I0011-I0011,共1页

基于Ansoft／Maxwell设置动态偏心故障，建立求解电机电感和磁链的有限元模型，通过仿真，证明了将感应电机动态偏心故障的特征频率经过简化后，同样适用于无刷直流电动机。基于Ansoft／Simplorer建立无刷直流电动机系统的仿真模型。在... 基于Ansoft／Maxwell设置动态偏心故障，建立求解电机电感和磁链的有限元模型，通过仿真，证明了将感应电机动态偏心故障的特征频率经过简化后，同样适用于无刷直流电动机。基于Ansoft／Simplorer建立无刷直流电动机系统的仿真模型。在电机稳态运行下，对定子电流进行傅里叶分析，研究并建立基于定子电流监测动态偏心故障的仿真模型：动态偏心故障与特征频率的关系、动态偏心故障程度与特征频率幅值的关系。进而研究了无刷直流电动机稳态运行时转速波动对偏心故障监测的影响。仿真结果表明，转子偏心程度加大，特征频率的幅值增加。 展开更多

关键词 电机转子 故障检测 电流特征 偏心 直流 仿真 模型 机械故障

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水轮发电机组在不平衡磁拉力及密封力下振动特性分析 被引量：17

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作者 张雷克 马震岳 宋兵伟 《水电能源科学》 北大核心 2010年第9期117-120,共4页

通过将气隙磁导展开为Fourier级数得到不平衡磁拉力的解析式,建立了考虑电机磁极对数分布的不平衡磁拉力及水轮机转轮线性密封力的水轮发电机组轴系动力学模型,并推导了其运动微分方程。基于Matlab仿真工具采用四阶五级Runge-Kutta法对... 通过将气隙磁导展开为Fourier级数得到不平衡磁拉力的解析式,建立了考虑电机磁极对数分布的不平衡磁拉力及水轮机转轮线性密封力的水轮发电机组轴系动力学模型,并推导了其运动微分方程。基于Matlab仿真工具采用四阶五级Runge-Kutta法对系统进行了数值分析计算,对比了发电机励磁电流及发电机转子质量偏心对转子转轮系统横向振动的影响。结果表明,励磁电流及质量偏心对转子转轮横向振动的影响均较为明显;同质量偏心相比,励磁电流增加到某一程度会显著加大发电机转子的振幅。 展开更多

关键词 水轮发电机组 不平衡磁拉力 密封力 振动特性分析 Sealing Force Pull Hydroelectric Generating Set 质量偏心 励磁电流 横向振动 RUNGE-KUTTA法 发电机转子 水轮机转轮 运动微分方程 FOURIER级数 动力学模型 Matlab仿真 系统 气隙磁导 分析计算

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