动车牵引电机转子的弯扭振动特性研究

周生通， 曹涛影，朱经纬，祁 强，周新建

(华东交通大学 机电与车辆工程学院，江西 南昌 330013)

弯扭振动是牵引电机各种故障的重要诱因[1]。在高速列车中，动车牵引电机又置身于复杂的列车运行环境中并持续受到电磁激励、负载扭矩等内外激扰作用，因而掌握其弯扭振动特性规律是确保牵引电机安全可靠运行以及控制和优化牵引电机动力学性能的关键环节。

当列车高速运行时，动车牵引电机的定子、转子与轴承间便形成一个复杂的机电耦合转子动力学系统。而全面分析这一机电系统动力学行为的前提是建立一个能够正确反映牵引电机转子系统弯扭振动特性的动力学模型。在众多研究中电机动力学模型以Jeffcott转子模型居多，即将电机转子集中为单个集中质量来分析系统在机-电-磁作用下的复杂弯曲或扭转动力学问题[2-5]。不过，当前更复杂和准确的电机模型越来越多的被提出和使用，尤其是基于有限元技术的方法。文献[6]采用等效为三集中质量的电机转子模型分析系统弯扭振动特性。文献[7]利用某牵引电机转子的一维和三维有限元模型对比圆盘在不同厚度时的临界转速结果，而圆盘在一维梁元模型中被等效为一个集中质量。文献[8]建立三维有限元模型，用正交各项异性材料表达电机叠片铁芯属性。文献[9]在分析某大型感应电机转子的临界转速时将铁芯等效为包含质量和转动惯量的圆盘。文献[10]提出利用夹紧刚度和阻尼并结合双转子有限元模型的概念模拟铁芯与转轴关系。……