基于多尺度法的电机转子在不平衡磁拉力作用下的自由振动特性分析

来源：机械工程学报杂志2017年第16期北京时间：

作者：刘锋, 刘辉, 项昌乐, 韩立金, 吴云豪, 展召彬

单位：北京理工大学机械与车辆学院 北京 100081

摘要：即使动平衡精度很高的电机转子，其质量偏心可忽略，但由于车用永磁同步电机工况复杂，换段过程、路面不平度、发动机激励等都可对转子系统形成径向扰动，转子将产生自由涡动，引起动态偏心，进而不平衡磁拉力对电机转子系统的自由涡动产生影响。根据转子系统的刚度特性讨论了动力学方程中非线性项系数以确定多尺度法的应用条件，利用该方法得到了不平衡磁拉力作用下转子系统自由振动的解析解并研究其振动特性。由于不平衡磁拉力的非线性使得转子正反自由涡动的复振幅是时变的，其大小保持常数不变而其相位随时间线性变化，其变化率取决于正反涡动的振幅，这将导致正反涡动的频率降低。若正反涡动振幅大小相等且非零则正反涡动频率相等，转子中心运动轨迹为直线；若正反涡动振幅有一个为零，则转子中心轨迹为圆；更一般的情况是正反涡动振幅大小不等且均不为零，两种涡动产生耦合其频率也不再相等，转子自由涡动的轨迹是一个旋转的近似椭圆其位移分量产生调幅现象。当转子涡动振幅不大时，利用多尺度法获得的解析解与数值计算结果吻合较好具有较高的精度。

关键词：不平衡磁拉力,调幅,多尺度法,自由振动；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（U1564210，51375047，51305026）