论文摘要
自从发现机械系统的振动同步现象以来,自同步振动系统的机电耦合特性的研究已经有了近半个世纪的历史,国内外振动同步理论学者对自同步振动理论的发展做出了卓越的贡献,积累了大量的有价值的研究成果。但是,从振动同步理论的发展过程来看,到现阶段,所建立的理论基础大多以双偏心转子相位为参数,而对电机本身的特性在电机工作过程中的研究很少；大多研究对象是以讨论电动机的转子转动惯量及阻力系数相同的系统,而且大量的研究是以电动机工作在远共振的状态下的振动系统为研究对象,对近共振的同步理论涉及很少。而在生产实际过程中,共振系统具有很多突出的有利于生产实际的优点,而且电动机参数存在差异是无法避免的。因此,利用机电耦合理论,进一步研究振动同步系统的动力学特征,发展、加深自同步振动理论,建立近共振系统的同步理论,为此类机械系统的设计和调试提供理论依据来指导生产实际,具有非常重要的理论研究意义和工程实际应用价值。本文主要研究了双电机驱动振动系统在近共振状态的自同步理论,主要完成了以下几个方面的工作;（1）运用达朗贝尔原理,对惯性系统中两偏心转子的受力情况进行了分析,得出了同向回转和反向回转双机驱动振动系统近共振状态下的数学模型。（2）运用机电耦合理论,研究了同向回转和反向回转双机驱动振动系统,在近共振状态下的自同步理论。首先,利用异步电动机电压同步坐标系,导出了电动机稳态运行时电磁转矩与转速的关系；其次,以两转子的平均旋转频率和相位为变量,通过耦合动力学分析,导出了自同步振动系统的频率俘获的方程,提出了“俘获力矩”的概念,给出了实现频率俘获的条件,得到了系统俘获频率和两偏心转子相位差计算的非线性方程组；最后,利用Routh-Hurwitz准则,得出了系统同步的稳定条件及实现系统振动同步传动的条件。（3）根据理论分析,得出近共振状态下的自同步振动系统频率俘获力矩的特征：即系统频率捕获力矩与两偏心转子相位差正弦值之积的一半,以阻力矩形式作用在相位超前的转子上,限制其转速的增大,而另一半以驱动力矩形式作用在相位滞后的转子上,限制其转速的降低；当系统进入同步稳态运行状态时,系统俘获力矩对系统不做功。（4）利用耦合动力学理论,分析了近共振状态下,同向和反向回转双机驱动振动两相异激振器的同步特征,得出了系统实现两相异激振器频率俘获的条件及同步状态的稳定性条件。（5）通过计算机仿真,证明了上述理论分析结果的正确性。