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联轴器扭转刚度分析

2019-07-06 19:12:22

以提升离心机系统转速稳定度为目标,联轴器的设计选型显然期望其既能够滤除伺服驱动系统自生及内部的扰动扭矩一即选用刚性较低的联轴器,又能够有利于调整扭矩的传递一即选用刚性较高的联轴器。因此,离心机系统对联轴器的设计选型综合联轴器的扭矩传导频响特性、系统扰动扭矩组成与系统实际工况等因素。由此可得,典型离心机系统结构中(联轴器两端分别连接拖动电机转子与系统负载,拖动电机产生的扭矩经电机转子一联轴器一系统负载完成力传递过程),在忽略外界扰动扭矩71及高阶扭转阻尼的影响后,联轴器两端的输出扭矩T与输入扭矩7e+的关系表达如式⑷所示:由此联轴器的扭矩传导频响特性可等效为一个二阶滤波器,基于典型滤波器参数计算公式可计算出其对应截止频率F,(单位:Hz)如式(7)所示。联轴器的扭矩传导频响范围随其扭转刚度k的增大逐渐变宽,且成0.5次方正比关系;并受到联轴器两端转动惯量的共同影响,且与之成近似0.5次方反比关系。

  由于离心机系统中联轴器在面向扭矩传输功能时的滤波器特性,可认为联轴器的设计选型决定了伺服驱动系统的 高调速频率!(系统的动态性能越好,反之系统则具备好的稳态性能),即决定了离心机系统的动稳态性能一一当调速扭矩频率大于联轴器扭矩传导截止频率Fr时,其对系统负载的影响将逐渐降低直至归零。3系统仿真基于上述离心机伺服驱动系统的原理结构与联轴器动力传递过程公式,并结合离心机系统中常用的矢量控制交流同步电机方案,建立如所示的整合了联轴器结构的离心机伺服驱动系统Matlab/Simulink数学仿真模型,并利用联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定性的影响开展仿真分析。