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联轴器扭转刚度对转速稳定度的影响仿真

2021-06-11 11:37:08

随着联轴器扭转刚度的增长,离心机系统转速波动量的对应变化趋势。

  依据仿真结果可以发现在以外界扰动扭矩为主的离心机系统中,系统小转速波动量随着联轴器扭转刚度的增大逐渐降低,并收敛;同时与系统较小转速波动量相对应的伺服驱动系统调速频率随着联轴器扭转刚度的增大逐渐上升。可以认为,选取扭转刚度较高的联轴器确实有助于降低该运转工况下离心机系统的转速波动量,但由于伺服驱动系统调速频率的设计需要平衡调整扭矩与系统自a以外界扰动扭矩为主的离心机设备b以伺服驱动系统的自生及内部扰动扭矩为主的离心机设备仿真结果生扰动扭矩,因此系统对于调速频率的需求存在一个上限值,即对应仿真结果中的收敛点。由此可知,过高的联轴器扭转刚度对于系统转速稳定度并没有优势,反而会增加系统的安装难度。

  在以伺服驱动系统的自生及内部扰动扭矩为主的离心机系统中,系统较小转速波动量随着联轴器扭转刚度的增大逐渐上升并终收敛,同时与之对应的伺服驱动系统调速频率随着联轴器扭转刚度的增大却基本没有增加。这是由于在这一运转工况下,系统以阻止自生扰动扭矩为首先控制目标,因此对于调速频率的需求较低(在该工况下约为25Hz,远低于以外界扰动扭矩为主的工况中接近200Hz的需求),从而限制了系统的动态响应能力。故扰动扭矩(以系统内部扰动扭矩为主)将基本不受伺服驱动系统调整扭矩的影响,并直接通过联轴器作用于系统负载之上,此时扭转刚度比较低的联轴器所拥有的更小低通滤波截止频率将有助于取消高频段扰动扭矩对系统转速稳定度的影响。

  含联轴器刚性及阻尼特征模块的离心机转速伺服控制系统仿真模型,就联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响进行了仿真分析。基于该模型,能够为离心机系统中联轴器的设计选型工作提供需要依据。

  联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响来源于其对离心机系统动稳态调速性能的限制。选用扭转刚度较高的联轴器有助于提升离心机系统的动态性能以及对抗外界扰动扭矩的能力,选用扭转刚度较低的联轴器能够提升系统的稳态性能,并降低系统驱动环节固有扰动扭矩所造成的影响。因此在离心机设计过程中,应根据离心机系统的动稳态性能需求、扰动扭矩组成、以及安装难度等因素选择扭转刚度适中的联轴器作为系统动力传递装置。


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