雙振動電機轉(zhuǎn)速同步原理全面剖析
雙振動電機作為振動源用于糧食機械已有三十多年的歷史，它以獨特的優(yōu)點，迅速取代了用機械方法保持轉(zhuǎn)速同步的老一代振源裝置，公司生產(chǎn)的清粉機，振動篩和去石機，均裝有兩臺并列的振動電機。從電機采購到安裝使用，并無特殊要求，只要型號相同，任意兩臺裝機，均能滿意地同步工作，甚至在一臺瞬間晚起動的反常情況下，當機械猛然擺動若干次后，仍進入同步運行，在十多年的生產(chǎn)過程中，無一臺同步失效。
１ 糧食振動機械的工作特點和運動機理
在糧食振動機械的篩體上，并裝兩臺相對反向旋轉(zhuǎn)的振動電機，驅(qū)使篩體作往復線性運動，以滿足糧食加工的除雜、去石、分級和篩理，作為振源的振動電機，結(jié)構(gòu)簡單，在電機軸的兩端軸伸上裝有同向偏心的偏重塊，作為振動電機的激振元件。偏重塊與電機軸組成偏重轉(zhuǎn)子，被支承在電機軸承上。兩臺振動電機緊固在篩體上，篩體通過支承彈簧聯(lián)結(jié)在固定的機架上。 糧食振動機械通常設(shè)計為低頻大振幅的遠共振機械，以滿足篩理運動特性的要求。所謂遠共振機械是指：在以激振元件（偏重塊），彈性／阻尼元件（彈簧）和慣性元件（篩體）組成的振動系統(tǒng)中，激振頻率與系統(tǒng)的固有頻率之比即頻率比２．５的振動機械，工作轉(zhuǎn)速遠離共振轉(zhuǎn)速，從振動參數(shù)的相關(guān)特性知道，振動機械的頻率比，振動體位移對激振力的落后角與阻尼比之間存在這樣一種關(guān)系：當阻尼比很小，頻率比２．５時，振動體（篩體）位移對激振力的 落后角一１８０ 。在糧食振動機械上表現(xiàn)為，當偏 重塊向前轉(zhuǎn)動時，篩體向后轉(zhuǎn)動；偏重塊向左時，篩 體向右，由于振動電機相對反向旋轉(zhuǎn)，故兩偏重塊對 篩體作反向往復運動。
２單振動電機的簡化振動方程與進動運動
振動電機偏重塊質(zhì)量ｍｎ，以偏心距７和角速度力響應，作與激振力相同角頻率的平面回轉(zhuǎn)諧運動，篩體平面回轉(zhuǎn)角速度與激振力角速度相同［２】。由于篩體位移落后激振力１８０ｏ，所以，固定在篩體上的振動電機，其偏重塊受篩體牽連，作與篩體反方向的牽連運動，產(chǎn)生反向牽連運動慣性力，設(shè)支承彈簧剛度為ｋ，阻尼系數(shù)為ｆ。該振動機械的力學模型如圖１所示［１】。按模型建立振動微分方程，并經(jīng)推導，得簡化振動方程：Ｍ￣ｋｏｏ２＝ｍｏｔｔｏ ，式中左邊為篩體Ｍ的平面回轉(zhuǎn)角速度，為解釋方便，用Ｑ代ｃＵ，則 ＭＭ２ ＝ｍｏ７ｏｏ 此方程反映了篩體Ｍ與偏重塊ｍｎ之間的動力學關(guān)系。ｍｎ是偏重塊質(zhì)量，也就是偏重轉(zhuǎn)子不平衡量，而篩體Ｍ可以看作偏重轉(zhuǎn)子的支承系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)對轉(zhuǎn)子不平衡量的響應叫同步進動（SY.achronous
whir1） Ｊ。用動力學解釋為：偏重轉(zhuǎn)子不平衡量ｍ０，在以偏心距７和角速度旋轉(zhuǎn)時，篩體Ｍ則以 為半徑和與轉(zhuǎn)子同頻的回轉(zhuǎn)角速度Ｑ作同步進動運動，機械處于慣性力平衡的穩(wěn)定工作狀態(tài)。若Ｑ時，則是非同步進動狀態(tài)，經(jīng)常發(fā)生在起動過程（ＣＯ＞Ｑ）和停車過程（＜Ｑ）中，機械處于不穩(wěn)定過渡狀態(tài)。
圖１單振動電機機械力學模型
３雙振動電機機械的進動運動
將左右兩臺振動電機對稱地裝于篩體縱向中心線的兩側(cè)，篩體通過彈簧支承在機架上，左右偏重轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。
圖２雙振動電機機械工作原理
設(shè)左右偏重塊質(zhì)量均為ｍ。，兩偏重轉(zhuǎn)子的偏心距均為ｒ，左偏重轉(zhuǎn)子角速度為，右偏重轉(zhuǎn)子角速度為（ｏ２，且 ，篩體質(zhì)量為Ｍ（含２ｍ。）、篩體回轉(zhuǎn)角速度為ｎ、回轉(zhuǎn)振幅為 ，按兩種情況分析轉(zhuǎn)子進動問題。
３．１獨立的轉(zhuǎn)子進動運動
假設(shè)將篩體平分為左右兩個獨立的分篩體，質(zhì)１量各為Ｍ，則與上節(jié)中單臺振動電機機械一樣，各自組成獨立的轉(zhuǎn)子進動系統(tǒng)。左、右分篩體，各自以不同的角速度進行同步進動。
若左右振動電機以相同的角速度旋轉(zhuǎn)時，由于電機相對轉(zhuǎn)向相反，兩分篩體的橫向慣性分力相互抵消，縱向慣性分力相互疊加，形成縱向慣性往復運動。在同步進動情況下，兩分篩體的獨立進動運動之和與整體篩體的進動運動是相等的，兩個獨立的偏重轉(zhuǎn)子可與一個整體篩體同時作同步進動。
３．２一個整體篩體時轉(zhuǎn)子進動運動
若左右振動電機的角速度不同，且 稍大于ｏｙｚ， 一ｏｙｚ＝△。由于兩臺振動電機固定在同一篩體Ｍ上，當兩臺振動電機同時工作時，左、右偏重轉(zhuǎn)子各自獨立旋轉(zhuǎn)，此時，偏重轉(zhuǎn)子與篩體的動力學關(guān)系是，篩體Ｍ作為兩偏重轉(zhuǎn)子的共同支承系統(tǒng)，由于ＣＯ１ｏｙｚ，故Ｍ不可能對不同角速度的兩個偏重轉(zhuǎn)子同時作同一的同頻回轉(zhuǎn)響應，即不能實現(xiàn)同步進動。實際上，此刻兩偏重轉(zhuǎn)子與篩體都處于非同步進動狀態(tài)，是慣性力不平衡的過渡狀態(tài)。振動電機偏重轉(zhuǎn)子在電磁扭矩的驅(qū)動下作勻速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生激振力。迫使篩體作同步回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生慣性力，此篩體慣性力即是振動電機的負載。根據(jù)電機負載特性，振動電機電流隨負載成正比例變化。負載決定著電流大小。也就是Ｑ決定著電流大小。Ｑ比 小△ ，則電機電流在滿足Ｑ回轉(zhuǎn)角速度的篩體慣性力負載下，從與 角速度相適應的激振力電流自行下降至與 一△ 角速度相適應的激振力電流，使電機激振力角速度與一半篩體慣性力的角速度相等，由非同步進動恢復到同步進動，系統(tǒng)慣性力又恢復了平衡。雙振動電機由不同的角速度 、ｏｙｚ變?yōu)橄嗤慕撬俣?，實現(xiàn)雙振動電機機械同步運行。
４保證同步起動的措施
安裝在篩體上的振動電機均有一定的安裝角（電機軸線與鉛錘線之夾角），以滿足篩面振動特性要求，一般在７?！担?。之間。偏重轉(zhuǎn)子在靜態(tài)靈活轉(zhuǎn)動情況下，質(zhì)心自動處于最低位置。且最低點的位置精度與安裝角成正比，這樣就使兩偏重塊自動處于最低位置，保持在同一起跑線上開始轉(zhuǎn)動，尚須注意的是，當安裝角較?。ɡ纾贰＃r，質(zhì)心停留在上死點的可能性有所增加，為避免此種情況發(fā)生，在偏重轉(zhuǎn)子最低位置處和靜子對應的最高位置各裝一枚同極永磁鐵，使轉(zhuǎn)子、靜子在上死點處相互推開，以保證同步起動萬無一失。
５ 結(jié)束語
雙振動電機機械的同步運轉(zhuǎn)，是由兩臺獨立旋轉(zhuǎn)的振動電機，在同一篩體平面回轉(zhuǎn)運動的制約下，利用轉(zhuǎn)子進動運動和電機負載特性，由機械自身的自同步調(diào)節(jié)機能實現(xiàn)的。是機械在特定條件下的自然物理現(xiàn)象。有強的抗干擾和恢復能力，因無任何外部調(diào)控機件，不需任何維護，因此，同步是持續(xù)的，可靠的。
2.YVPEJ系列變頻調(diào)速電機
YVPEJ系列變頻剎車電機(又叫變頻制動電機)，變頻剎車電機兼有變頻電機和剎車電機的各項性能，既能實現(xiàn)制動電機失電后快速制動，又具有變頻電機的各項優(yōu)點，變頻剎車電機主要技術(shù)性能：
1.YVPEJ系列變頻制動電機調(diào)速范圍廣，5(3)~100Hz為無級調(diào)速，5(3)~50Hz為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，50~100Hz為恒功率調(diào)速，在矢量控制的條件下，調(diào)速范圍還可以擴大；
2. YVPEJ系列變頻制動電機額定電壓為三相380V，額定頻率為50Hz。也可根據(jù)客戶要求確定額定點的電壓和頻率；
3..能實現(xiàn)YVPEJ系列變頻制動電機失電后快速制動，快制動時間YVPEJ-63~100電機小于0.2S, YVPEJ-112~132電機小于0.25S,
YVPEJ-160~250電機小于0.5S;
4.YVPEJ系列變頻制動電機過載能力強，電機能承受額定轉(zhuǎn)矩的160%過載，歷時1分鐘；..5.低速性能好，低速時轉(zhuǎn)矩平滑，無爬行現(xiàn)象；
6.在結(jié)構(gòu)上，YVPEJ系列變頻電機的安裝尺寸與Y2系列相同，以便用戶的配套和選用。變頻電機采用了獨特的冷卻結(jié)構(gòu)，使用特殊加長的軸流風機，保證了電機在低頻恒轉(zhuǎn)矩長期運行時溫升不超過允許值；
7.YVPEJ系列變頻制動電機極數(shù)為4極，也可以根據(jù)客戶需要設(shè)計成其它極數(shù)；
8.根據(jù)客戶的特殊需要，變頻制動電機也可以添加編碼器，用于對電機的準確測速
