以提升離心機系統(tǒng)轉速穩(wěn)定度為目標,聯(lián)軸器的設計選型顯然期望其既能夠濾除伺服驅動系統(tǒng)自生及內部的擾動扭矩—即選用剛性較低的聯(lián)軸器,又能夠有利于調整扭矩的傳遞—即選用剛性較高的聯(lián)軸器因此,離心機系統(tǒng)對聯(lián)軸器的設計選型綜合聯(lián)軸器的扭矩傳導頻響特性、系統(tǒng)擾動扭矩組成與系統(tǒng)實際[況等因素由此可得,典型離心機系統(tǒng)結構中(聯(lián)軸器兩端分別連接拖動電機轉子與系統(tǒng)負載,拖動電機產(chǎn)生的扭矩經(jīng)電機轉子一聯(lián)軸器一系統(tǒng)負載完成力傳遞過程)
在以外界擾動扭矩為主的離心機系統(tǒng)中,系統(tǒng)小轉速波動量隨著聯(lián)軸器扭轉剛度的增大逐漸降低,并收斂;同時與系統(tǒng)小轉速波動量相對應的伺服驅動系統(tǒng)調速頻率隨著聯(lián)軸器扭轉剛度的增大逐漸上升,并收斂。可以認為,選取扭轉剛度較高的聯(lián)軸器確實有助于降低該運轉工況下離心機系統(tǒng)的轉速波動量,但由于伺服驅動系統(tǒng)調速頻率的設計需要平衡調整扭矩與系統(tǒng)自生擾動扭矩,因此系統(tǒng)對于調速頻率的需求存在一個上限值,即對應仿真結果中的收斂點。由此可知,過高的聯(lián)軸器扭轉剛度對于系統(tǒng)轉速穩(wěn)定度并沒有優(yōu)勢,反而會增加系統(tǒng)的安裝難度。
在以伺服驅動系統(tǒng)的自生及內部擾動扭矩為主的離心機系統(tǒng)中,系統(tǒng)小轉速波動量隨著聯(lián)軸器扭轉剛度的增大逐漸上升并收斂,同時與之對應的
伺服驅動系統(tǒng)調速頻率隨著聯(lián)軸器扭轉剛度的增大卻基本沒有增加。這是由于在這一運轉工況下,系統(tǒng)以自生擾動扭矩為控制目標,因此對于調速頻率的需求較低(在該工況下約為25 Hz,遠低于以外界擾動扭矩為主的工況中接近200 Hz的需求),從而限制了系統(tǒng)的動態(tài)響應能力。故擾動扭矩(以系統(tǒng)內部擾動扭矩為主)將基本不受伺服驅動系統(tǒng)調整扭矩的影響,并直接通過聯(lián)軸器作用于系統(tǒng)負載之上,此時扭轉剛度低的聯(lián)軸器所擁有的小低通濾波截止頻率將有助于高頻段擾動扭矩對系統(tǒng)轉速穩(wěn)定度的影響。
聯(lián)軸器扭轉剛度對離心機系統(tǒng)轉速穩(wěn)定度的影響來源于其對離心機系統(tǒng)動穩(wěn)態(tài)調速性能的限制。選用扭轉剛度較高的聯(lián)軸器有助于提升離心機系統(tǒng)的動態(tài)性能以及對抗外界擾動扭矩的能力,選用扭轉剛度較低的聯(lián)軸器能夠提升系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,并降低系統(tǒng)驅動環(huán)節(jié)固有擾動扭矩所造成的影響。因此在離心機設計過程中,應根據(jù)離心機系統(tǒng)的動穩(wěn)態(tài)性能需求、擾動扭矩組成、以及安裝難度等因素選擇扭轉剛度適中的聯(lián)軸器作為系統(tǒng)動力傳遞裝置。
不同離心機系統(tǒng)對動穩(wěn)態(tài)調速性能的需求是不同的,因此針對離心機轉速穩(wěn)定度的聯(lián)軸器設計選型,綜合考慮離心機系統(tǒng)結構、系統(tǒng)擾動扭矩組成等因素。在確定離心機系統(tǒng)所要求的調速響應頻率之后,方可基于聯(lián)軸器的二階濾波器特征對其技術指標進行設計,使之具備合適的扭矩傳導截止頻率。
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