变频谐波诱发轧机传动非线性耦合振动研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2014.07.010

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (7): 62-67.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.07.010

变频谐波诱发轧机传动非线性耦合振动研究

张义方闫晓强^† 凌启辉

北京科技大学机械工程学院，北京 100083

收稿日期:2013-12-04 修回日期:2014-04-23 出版日期:2014-07-25 发布日期:2014-06-01
通信作者: 闫晓强(1961-)，男，教授，博士生导师，主要从事轧机耦合振动监测及抑振控制研究． E-mail:yxqzhw@263.net
作者简介:张义方(1980-)，男，博士生，主要从事轧机机电耦合动力学研究．E-mail:zhangyifang2008@126．com
基金资助:
国家自然科学基金钢铁联合基金资助项目( 51174248 ) ; 吉林省科技发展计划工业高新技术重点项目( 20080324)

Investigation into Induction of Nonlinear Coupling Vibration of Main Drive System of Rolling Mill by Harmonics of Variable Frequency

Zhang Yi-fang Yan Xiao-qiang Ling Qi-hui

School of Mechanical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China

Received:2013-12-04 Revised:2014-04-23 Online:2014-07-25 Published:2014-06-01
Contact: 闫晓强(1961-)，男，教授，博士生导师，主要从事轧机耦合振动监测及抑振控制研究． E-mail:yxqzhw@263.net
About author:张义方(1980-)，男，博士生，主要从事轧机机电耦合动力学研究．E-mail:zhangyifang2008@126．com
Supported by:
国家自然科学基金钢铁联合基金资助项目( 51174248 ) ; 吉林省科技发展计划工业高新技术重点项目( 20080324)

摘要/Abstract

摘要： 利用扭矩遥测系统在线监测轧机传动轴上扭振信号时，信号特征显示轧机发生机电耦合振动．为研究其机理，利用Matlab /Simulink 仿真获得了变频器输出电流基波与谐波分量以及由此产生的电机输出谐波力矩，利用ANSYS 分析了轧机传动机械系统的固有特性，建立了含非线性刚度、阻尼项的传动机械系统等效动力学模型，揭示了谐波激励与轧机结构耦合机制及特征．仿真计算表明: 减小谐波源幅值和增加阻尼均可大幅降低振动能量．

关键词: 交－交变频, 谐波, 耦合, 轧机, 振动

Abstract:

When the torsional vibration of the drive shaft of rolling mill is monitored on-line by means of the torquetelemetry system,the signal features show that the electromechanical coupling vibration occurs in the main drivesystem.In order to reveal its mechanism,the harmonic components with fundamental wave in the cycloconverteroutput current and the corresponding harmonic torque are obtained by a Matlab /Simulink simulation,the characteristicsof drive mechanical structure are analyzed by means of ANSYS.Then,an equivalent kinetic model of drive mechanicalstructure with nonlinear stiffness and damping term is built,and the coupling mechanism and characteristicof harmonic excitation and mill structure are revealed. Simulation results indicate that both reducing harmonicamplitude and increasing damping can decrease vibration energy to a large extent.

Key words: cycloconverters, harmonic, coupling, rolling mill, vibration

张义方闫晓强凌启辉. 变频谐波诱发轧机传动非线性耦合振动研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(7): 62-67.

Zhang Yi-fang Yan Xiao-qiang Ling Qi-hui. Investigation into Induction of Nonlinear Coupling Vibration of Main Drive System of Rolling Mill by Harmonics of Variable Frequency[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2014, 42(7): 62-67.

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变频谐波诱发轧机传动非线性耦合振动研究

Investigation into Induction of Nonlinear Coupling Vibration of Main Drive System of Rolling Mill by Harmonics of Variable Frequency

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