复式永磁同步电机抽油机塔架振动模态分析

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1、·50·复式永磁同步电机抽油机塔架的振动模态分析舒清波，何林‘’，汪羿，杨立，赵磊‘’(I．贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025；2．国家精密微特电机工程技术研究中心，贵州贵阳550025)摘要：运用三维建模软件uGNX对复式永磁同步电机抽油机塔架先进行模型的建立，再运用有限元分析软件ANSYSwork—bench对其进行自由模态分析。确定其固有频率和振型。经计算一阶固有频率(￡J与电机的最高工作频率不相等，且属刚性塔架，因此，不会发生共振，塔架是安全的。关键词：塔架模态分析固有频率UGNXANSYSworkbench中图分类号：TE924文献

2、标识码：A文章编号：1002—6886(2012)06—0050—03ModalAnalysisofVibrationofTowerofCompoundPermanentMagnetSynchronousMotorPumpingUnitSHUQingbo，HELin，WANGYi，YANGLi，ZHAOLeiAbstract：CompoundpermanentmagnetsynchronousmotorpumpingunittowerWasmodeledbyusingthreedimensionalmodelingsoftwareUGNX．(JBla

3、dethefreemf)(J；JJanalysisbyusingthefiniteelementsoftwareANSYsworkbench．Determine(1jIsnaluraJfie一(1tlelq(·Yan(Ivibraliuf1nlode．Throughcalculati()n．first—ordernaturalfrequencyandmotorn／aximunlworkingfrequencyarenotequa1．andt)ehlligtorigidtowel’，SO，don’lhappenresonance，towerissat>

4、．Keywords：tower；modalanalysis；naturalfrequency；UGNX；ANSYSworkbench有必要的，应用ANSYSworkbench有限元分析软件计算塔0引言架在自由状态下的前6阶固有频率与主振型，分析其动态H前，在我国的特性，为抽油机的没计和优化提供理论参考。油【1F采r绝大多1模态分析的理论基础数运用的采油r具足传统的游梁式抽模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有}L。此类抽{J秽l特定的固有频率、阻尼比和模态振型。具有I1,个自由度的的结构复杂、【}j问传无阻尼振动系统的振动微分方程可表示为：动件

5、多，所以最大的MX+KX=厂()(】)缺点是采油效率低、式中：为塔架结构的整体质量矩阵，K为塔架结构的整耗能高。对此情体刚度矩阵。况，林泉航天电机有令．厂(t)=0，则式(1)成为：限公研制了一种MX+KX=0(2)高效、能的新型抽设解的一般形式为：~fllYL，女I】图1。X=+sin(tot+)(3)塔架作为抽油机最霞要的组成部图1将式(3)代入式(2)可得特征值方程：分之，I乜机和传动系统都位于塔架顶部，是主要的支撑(一∞)西=0(4)部件，lJJu之抽油机在工作时电机周期性的加减速会对塔架该方程有非零解的充要条件是：产生周期性变化的载荷。如果

6、塔架的固有频率和其所受fK一∞M}=0(5)的激振力的频率相等的话，塔架就会产生振动，振动带来解式(5)即得的n个互异正根O)0，将每一个(Oo(i的疲劳会降低材料的强度，缩短抽油机的使用寿命。因=1，2，⋯，n)代人式(4)，则可得到关于西中元素的具有n此，抽油机要良好的动态特性，对其进行模态分析是很一1个独立方程的代数方程组，共求得n个线性无关的=IE·63·表3自由振动频率发生在支臂处，因此在稳定性方面，支臂相对而言是薄弱模态数}j1234567环节。随着模态数目的增加，屈曲系数逐渐增大。频率(Hz)0．00370．00560．00890．01

7、90．0450151．772．654．434．843)闸门在自由状态下，1～10阶振动的频率在0～5}Iz范围内。总的看来，随着模态数目的增加，闸门的变形逐渐增大。就自由振动分析而言，闸门的上支臂抗震性能3结论相对较弱。通过CATIA平台对董箐溢洪道三斜支臂弧形工作闸参考文献门进行三维线弹性有限元分析，计算弧形闸门在正常挡水工况下的静应力、位移和稳定性，以及闸门在自由状态下[1]谢智雄，周建方．大型弧形闸门静力特性有限元分析【j]．水利的动态特性，得出了以下结论：电力机械，2oo6(4)：21—241)正常挡水工况下闸门受力较小，绝大部分的主应[2]

8、胡伦．东江水利枢纽电站进口检修闸门结构应力有限元分析力在100MPa以内。面板、次梁、纵隔板受力均很小。在[