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電機工作原理

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電機工作原理

發布日期:2018-03-31 作者: 點擊:

雙振動電機作為振動源用于糧食機械已有三十多年的歷史,它以獨特的優點,迅速取代了用機械方法保持轉速同步的老一代振源裝置,公司生產的清粉機,振動篩和去石機,均裝有兩臺并列的振動電機。從電機采購到安裝使用,并無特殊要求,只要型號相同,任意兩臺裝機,均能滿意地同步工作,甚至在一臺瞬間晚起動的反常情況下,當機械猛然擺動若干次后,仍進入同步運行,在十多年的生產過程中,無一臺同步失效。
   1 糧食振動機械的工作特點和運動機理   在糧食振動機械的篩體上,并裝兩臺相對反向旋轉的振動電機,驅使篩體作往復線性運動,以滿足糧食加工的除雜、去石、分級和篩理,作為振源的振動電機,結構簡單,在電機軸的兩端軸伸上裝有同向偏心的偏重塊,作為振動電機的激振元件。偏重塊與電機軸組成偏重轉子,被支承在電機軸承上。兩臺振動電機緊固在篩體上,篩體通過支承彈簧聯結在固定的機架上。  糧食振動機械通常設計為低頻大振幅的遠共振機械,以滿足篩理運動特性的要求。所謂遠共振機械是指:在以激振元件(偏重塊),彈性/阻尼元件(彈簧)和慣性元件(篩體)組成的振動系統中,激振頻率與系統的固有頻率之比即頻率比2.5的振動機械,工作轉速遠離共振轉速,從振動參數的相關特性知道,振動機械的頻率比,振動體位移對激振力的落后角與阻尼比之間存在這樣一種關系:當阻尼比很小,頻率比2.5時,振動體(篩體)位移對激振力的 落后角一180 。在糧食振動機械上表現為,當偏 重塊向前轉動時,篩體向后轉動;偏重塊向左時,篩 體向右,由于振動電機相對反向旋轉,故兩偏重塊對 篩體作反向往復運動。
   2單
振動電機的簡化振動方程與進動運動   振動電機偏重塊質量mn,以偏心距7和角速度力響應,作與激振力相同角頻率的平面回轉諧運動,篩體平面回轉角速度與激振力角速度相同[2】。由于篩體位移落后激振力180o,所以,固定在篩體上的振動電機,其偏重塊受篩體牽連,作與篩體反方向的牽連運動,產生反向牽連運動慣性力,設支承彈簧剛度為k,阻尼系數為f。該振動機械的力學模型如圖1所示[1】。按模型建立振動微分方程,并經推導,得簡化振動方程:M ̄koo2=motto ,式中左邊為篩體M的平面回轉角速度,為解釋方便,用Q代cU,則  MM2 =mo7oo  此方程反映了篩體M與偏重塊mn之間的動力學關系。mn是偏重塊質量,也就是偏重轉子不平衡量,而篩體M可以看作偏重轉子的支承系統,轉子支承系統對轉子不平衡量的響應叫同步進動(SY.achronous whir1) J。用動力學解釋為:偏重轉子不平衡量m0,在以偏心距7和角速度旋轉時,篩體M則以 為半徑和與轉子同頻的回轉角速度Q作同步進動運動,機械處于慣性力平衡的穩定工作狀態。若Q時,則是非同步進動狀態,經常發生在起動過程(CO>Q)和停車過程(<Q)中,機械處于不穩定過渡狀態。
圖1單振動電機機械力學模型

   3雙振動電機機械的進動運動
   將左右兩臺振動電機對稱地裝于篩體縱向中心線的兩側,篩體通過彈簧支承在機架上,左右偏重轉子轉向相反。
圖2雙振動電機機械工作原理

  設左右偏重塊質量均為m。,兩偏重轉子的偏心距均為r,左偏重轉子角速度為,右偏重轉子角速度為(o2,且 ,篩體質量為M(含2m。)、篩體回轉角速度為n、回轉振幅為 ,按兩種情況分析轉子進動問題。
   3.1獨立的轉子進動運動   假設將篩體平分為左右兩個獨立的分篩體,質1量各為M,則與上節中單臺振動電機機械一樣,各自組成獨立的轉子進動系統。左、右分篩體,各自以不同的角速度進行同步進動。   若左右振動電機以相同的角速度旋轉時,由于電機相對轉向相反,兩分篩體的橫向慣性分力相互抵消,縱向慣性分力相互疊加,形成縱向慣性往復運動。在同步進動情況下,兩分篩體的獨立進動運動之和與整體篩體的進動運動是相等的,兩個獨立的偏重轉子可與一個整體篩體同時作同步進動。
   3.2一個整體篩體時轉子進動運動   若左右振動電機的角速度不同,且 稍大于oyz, 一oyz=△。由于兩臺振動電機固定在同一篩體M上,當兩臺振動電機同時工作時,左、右偏重轉子各自獨立旋轉,此時,偏重轉子與篩體的動力學關系是,篩體M作為兩偏重轉子的共同支承系統,由于CO1oyz,故M不可能對不同角速度的兩個偏重轉子同時作同一的同頻回轉響應,即不能實現同步進動。實際上,此刻兩偏重轉子與篩體都處于非同步進動狀態,是慣性力不平衡的過渡狀態。振動電機偏重轉子在電磁扭矩的驅動下作勻速旋轉,產生激振力。迫使篩體作同步回轉,產生慣性力,此篩體慣性力即是振動電機的負載。根據電機負載特性,振動電機電流隨負載成正比例變化。負載決定著電流大小。也就是Q決定著電流大小。Q比 小△ ,則電機電流在滿足Q回轉角速度的篩體慣性力負載下,從與 角速度相適應的激振力電流自行下降至與 一△ 角速度相適應的激振力電流,使電機激振力角速度與一半篩體慣性力的角速度相等,由非同步進動恢復到同步進動,系統慣性力又恢復了平衡。雙振動電機由不同的角速度 、oyz變為相同的角速度,實現雙振動電機機械同步運行。
   4保證同步起動的措施
   安裝在篩體上的振動電機均有一定的安裝角(電機軸線與鉛錘線之夾角),以滿足篩面振動特性要求,一般在7。~53。之間。偏重轉子在靜態靈活轉動情況下,質心自動處于最低位置。且最低點的位置精度與安裝角成正比,這樣就使兩偏重塊自動處于最低位置,保持在同一起跑線上開始轉動,尚須注意的是,當安裝角較小(例如7。)時,質心停留在上死點的可能性有所增加,為避免此種情況發生,在偏重轉子最低位置處和靜子對應的最高位置各裝一枚同極永磁鐵,使轉子、靜子在上死點處相互推開,以保證同步起動萬無一失。
   5 結束語
   雙振動電機機械的同步運轉,是由兩臺獨立旋轉的振動電機,在同一篩體平面回轉運動的制約下,利用轉子進動運動和電機負載特性,由機械自身的自同步調節機能實現的。是機械在特定條件下的自然物理現象。有強的抗干擾和恢復能力,因無任何外部調控機件,不需任何維護,因此,同步是持續的,可靠的。



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關鍵詞:電機工作原理,電機原理,電機制造

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