Dynamic investigations of electromechanical coupling effects in the mechanism driven by the stepping motor

• Autorzy: Szolc T. , Pochanke A.

Warianty tytułu

PL

Badanie efektów dynamicznych sprzężeń elektromechanicznych w mechaniźmie napędzanym silnikiem skokowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, an analysis of transient and steady-state electro-mechanical vibrations of a precise drive system driven by a stepping motor is performed. These theoretical investigations are based on a hybrid structural model of the mechanical system as well as on the classical circuit model of the stepping motor. The main purpose of these studies is to indicate essential differences between the torsional dynamic responses obtained for the considered object regarded respectively as electro-mechanically coupled and uncoupled. From the computational results, it follows that these differences are qualitatively and quantitatively essential from the viewpoint of possibly precise and reliable operation of the drive systems. Here, torsional vibrations of the drive system significantly influence the electro-mechanical coupling effects, which emphasizes their importance in dynamic analyses.

PL

W pracy przeprowadzono analizę przejściowych i ustalonych drgań elektromechanicznych precyzyjnego układu mechanicznego napędzanego silnikiem skokowym. Badania teoretyczne wykonano za pomocą hybrydowego modelu strukturalnego układu napędowego oraz klasycznego obwodowego modelu silnika skokowego. Głównym celem dokonanego studium było wykazanie istotnych różnic pomiędzy odpowiedziami dynamicznymi drgającego skrętnie obiektu traktowanymi jako elektromechanicznie sprzężone i rozprzężone. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że te różnice są jakościowo i ilościowo znaczące z punktu widzenia precyzyjnego i niezawodnego działania układu napędowego.Wykazano, iż drgania skrętne układu napędowego istotnie wpływają na efekt sprzężenia elektromechanicznego, co uzasadnia ważność jego uwzględniania przy przeprowadzaniu tego typu analiz.

Słowa kluczowe

EN

electro-mechanical vibrations; drive system; stepping motor; hybrid model

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 50 nr 2
• Strony: 653--673
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Szolc T.

autor

Pochanke A.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, and Warsaw University of Technology, Faculty of Mechatronics, Warsaw, Poland,

Bibliografia

• 1. Berger H., Kulig T. S., 1981, Simulation models for calculating the torsional vibrations of large turbine-generator units after electrical system faults, Siemens Forsch. - u. Entwickl. Ber., 10, 4, 237-245
• 2. Evans B.F., Smalley A.J., Simmons H.R., 1985, Startup of synchronous motor drive trains: the application of transient torsional analysis of cumulative fatigue assessment, ASME Paper, 85-DET-122
• 3. Holopainen, T.P., Repo, A.-K., J¨arvinen, J., 2010, Electromechanical interaction in torsional vibrations of drive train systems including an electrical machine, Proc. of the 8th IFToMM Int. Conference on Rotordynamics, KIST, Seoul, Korea, 986-993
• 4. Iwatsubo T., Yamamoto Y., Kawai R., 1986, Start-up torsional vibration of rotating machine driven by synchronous motor, Proc. of the International Conference on Rotordynamics, IFToMM, Tokyo, Japan, 319-324
• 5. Laschet A., 1988, Simulation von Antriebssystemen, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, London, New-York, Paris, Tokyo
• 6. Pochanke A., Bodnicki M., 2002,Modelling of torque meters and measuring system for testing of stepping motors, Electromotion, 9, 4, 210-216
• 7. Repo, A.-K., Rasilo, P., Arkkio, A., 2008, Dynamic electromagnetic torque model and parameter estimation for a deep-bar induction machine, Electric Power Applications, IET, 2, 3, 183-192
• 8. Schwibinger P., Nordmann R., 1989, Improvement of a reduced torsional model by means of parameter identification, Transactions of the ASME, J. of Vibration, Acoustics, Stress and Reliability in Design, 111, 17-26
• 9. Sochocki R., 1996, Electrical Micro-machines, 1996, Eds. of the Warsaw University of Technology, Warsaw, ISBN 83-86569-84-0 [in Polish]
• 10. Szolc T., 2000, On the discrete-continuous modeling of rotor systems for the analysis of coupled lateral-torsional vibrations, Int. Journal of Rotating Machinery, 6, 2, 135-149
• 11. Szolc T., 2003, Dynamic analysis of complex, discrete-continuous mechanical systems, Polish Academy of Sciences – IFTR Reports, 2/2003, Habilitational dissertation [in Polish]
• 12. Szolc, T., Jankowski, Ł., Pochanke, A., Magdziak, A., 2010, An application of the magneto-rheological actuators to torsional vibration control of the rotating electro-mechanical systems, Proc. of the 8th IFToMM Int. Conference on Rotordynamics, KIST, Seoul, Korea, 488-495