文档介绍：硕士学位论文
高速电机转子系统动力学特性分析
(应用型)
DYNAMICS ANALYSIS OF A HIGH-SPEED
MOTOR ROTOR SYSTEM
徐爱杰
哈尔滨工业大学
2012 年 7 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号:621 密级:公开
工学硕士学位论文
高速电机转子系统动力学特性分析
(应用型)
硕士研究生: 徐爱杰
导师: 李立青高级工程师
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 航空宇航制造工程
所在单位: 机电工程学院
答辩日期: 2012 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
.: 621
Dissertation for the Master Degree in Engineering
Dynamics Analysis of A High-speed Motor
Rotor system
(Application Type)
Candidate: Xu Aijie
Supervisor: Senior Engineer Li Liqing
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Aeronautics and Astronautics
Manufacturing Engineering
Affiliation: School of Mechatronics
Engineering
Date of Defence: July, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
高速电机以其体积小、功率密度大等优点使其在以高速加工为代表的各领域
得到广泛应用。然而,由于高转速的特点同时也给高速电机与从动机构的连接及
其转子系统动力特性提出了新的挑战,因此针对转子系统的动力学特性分析及研
究得到业界越来越广泛地关注。为此,根据实际需要,本文针对一设计转速为
60000r/min 的转子及其从动轴转子组成的转子系统的动力学性能进行了分析,主要
研究转子的不平衡量和不对中情况对转子动态性能的影响。
首先,针对高速电机转子与其从动转子的过盈连接的问题,设计一种特殊的
“工”字型联轴器来适应这种实际工况,并计算其动态过盈量和强度校核。利用
有限元分析软件对设计的联轴器进行静动态接触分析,分析结果表明应力分布图
满足高转速的要求。
其次,对转子系统在对中与不对中情况进行模态分析提取其固有频率、临界
转速、振型和 Campbell 图等模态参数,分析发现各阶固有频率都远大于转子系统
本身的固有频率 1000Hz,因此系统不会发生共振,可以承受 60000r/min 的转速。
再次,针对转子在高速旋转时的两大问题即不平衡和不对中情况下的转子系
统进行谐响应分析。结果为不平衡问题时的谐响应分析的振动响应幅值为 ;
带有不对中的不平衡谐响分析时的振动响应值为 ,明显大于完全对中时的
振动量。最后,通过单电机试验来验证双电机转子系统谐响应分析的可信性。
关键词:转子动力学;模态分析;谐响应分析
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
High-speed motor has been widely used in various fields of high-speed machining
by advantages of its small size, large power density. However, due to the characteristics
of high speed, it has raised new challenges to the connection between high-speed motor
and driven institutions and their dynamic