權(quán)利要求書(shū): 1.一種剛?cè)?機(jī)電耦合的風(fēng)機(jī)齒輪-發(fā)電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型建模方法,其特征在于,包括以下步驟:步驟一,采用三維設(shè)計(jì)軟件構(gòu)建齒輪箱、發(fā)電機(jī)的實(shí)體結(jié)構(gòu)模型;步驟二,利用有限元分析軟件對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行縮聚,獲取箱體結(jié)構(gòu)的縮聚剛度矩陣與質(zhì)量矩陣,形成箱體單元;結(jié)合齒輪箱各軸系實(shí)際尺寸,采用Timoshenko梁?jiǎn)卧ń⑷嵝暂S模型,形成軸單元;采用有限元分析軟件,計(jì)算并獲取軸承的支撐剛度,形成軸承支撐單元;利用牛頓第二定律構(gòu)建齒輪系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,考慮內(nèi)部激勵(lì)特性,形成嚙合單元;步驟三,基于步驟二各子單元的剛度質(zhì)量矩陣,結(jié)合系統(tǒng)各子構(gòu)件的連接耦合方式,組裝成為考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剛?cè)狁詈夏P?;步驟四,基于有限元分析軟件,對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)工作部件材料進(jìn)行設(shè)定,考慮永磁材料的磁飽和特性,進(jìn)行空間氣隙磁密、漏磁特性以及動(dòng)態(tài)特性分析,獲取發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電磁徑向、切向力,形成外載荷向量單元;步驟五,根據(jù)步驟三中得到齒輪系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的相互耦合作用關(guān)系,結(jié)合步驟四電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁徑向力波與電磁轉(zhuǎn)矩,通過(guò)磁-電和磁-機(jī)耦合項(xiàng),建立機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)之間的聯(lián)系,從而得到電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電耦合模型,建立齒輪-永磁同步發(fā)電機(jī)多因素下的機(jī)-電耦合模型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛?cè)?機(jī)電耦合的風(fēng)機(jī)齒輪-發(fā)電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型建模方法,其特征在于:步驟二考慮了箱體結(jié)構(gòu)特性、軸系系統(tǒng)的柔性、齒輪時(shí)變嚙合剛度和誤差,機(jī)械系統(tǒng)沿著軸線和繞軸線方向的運(yùn)動(dòng),{x,y,z,θx,θy,θz}為廣義坐標(biāo),步驟三利用拉格朗日方程建立齒輪系統(tǒng)-電機(jī)的機(jī)械動(dòng)力學(xué)模型為:式中,M為系統(tǒng)質(zhì)量矩陣,Km與Cm分別為嚙合剛度與嚙合阻尼矩陣,Kb與Cb分別為支撐剛度與支撐阻尼矩陣,Kt與Ct分別為扭轉(zhuǎn)剛度與扭轉(zhuǎn)阻尼矩陣,KΩ、KA分別為向心剛度矩陣和切向剛度矩陣,CG為陀螺矩陣,θi為構(gòu)件i的轉(zhuǎn)角,F(xiàn)為考慮電磁轉(zhuǎn)矩與電磁徑向力的外部力矩陣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剛?cè)?機(jī)電耦合的風(fēng)機(jī)齒輪-發(fā)電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型建模方法,其特征在于:步驟四中,電磁力的表達(dá)公式為:F(t,θ)=F0+∑∑Fuvcos(upwrt+vpθ+θ01)式中,F(xiàn)0是直流分量,F(xiàn)uv為電磁力各次諧波的幅值,u為時(shí)間諧波階數(shù),v是空間諧波階數(shù),p為極對(duì)數(shù),vp為徑向力的模數(shù),表示徑向力在定子一周空
聲明:
“剛?cè)?機(jī)電耦合的風(fēng)機(jī)齒輪-發(fā)電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型建模方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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