偏心故障下动车组牵引电机转子振动特性分析

• 作者: 周生通 郭维年 肖乾 朱经纬 周新建 涂文兵
• 来源期刊: 工程力学
• 关键词: 牵引电机 不平衡磁拉力 静动气隙偏心 质量偏心 径向刚度
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 机械工程学科|MECHANICAL ENGINEERING
• 页码范围: 216-225
• 页数: 10页
• 分类号: TH113|U266
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.07.0505

摘要

气隙偏心和质量偏心是动车组牵引电机中普遍存在的两类偏心故障,而由此产生的不平衡磁拉力和机械不平衡力常诱发更为复杂的转子动力学行为,危害列车牵引驱动装置的安全可靠运行.为此,该文建立了静动气隙偏心和转子质量偏心下牵引电机转子系统的Jeffcott模型;推导了静动气隙偏心下牵引电机带负载运行时气隙磁密分布和转子铁芯表面Maxwell应力分布,并给出了可适用于静动气隙偏心、空载/负载运行和任意磁极对数的电机不平衡磁拉力统一解析表达式;采用四阶定步长Runge-Kutta算法计算了某型动车组牵引电机转子在不平衡磁拉力和机械不平衡力作用下的动力响应,并详细讨论了初始静偏心、质量偏心、径向刚度以及转速对系统振动特性的影响规律.结果表明:偏心故障下该型牵引电机转子轴心轨迹呈现接近圆形的椭圆状,其中质量偏心、径向刚度和转子转速会影响轴心轨迹大小,而初始静偏心和径向刚度则使轨迹中心沿静偏心方向偏移.同时,气隙偏心的存在使得具有质量偏心故障的电机转子位移频谱中较明显地包含零频、转频、固有频率、二倍转频、二倍供电频率及其与转频的组合等分量.