张宝瑜

（广钢股份有限公司）

1 问题的提出

广钢炼钢总厂在更换轧机的直流电机后，对直流控制器依步骤完成电流、电压、励磁的优化，重新起动电机时，发现电机的转速波动非常大，在低速段轴系固有频率附近达到最大值，随着转速的继续升高，波动幅度趋于稳定，但不能满足生产的需要，尤其在更换上旧电机时，出现转速波动机率更大，几经周折，最终确定问题出在测速编码器的对中上。

2 传动分析

编码器与电机通过弹性接手连接，电机尾轴与编码器轴不对中分轴向和径向不对中两种方式。一般轴向不对中只会产生轴向位移，不会影响转动特性；径向不对中有平行和偏角不对中两种方式，就传动函数而言，在通过弹性接手连接后，可近似归结为偏角不对中，如图1所示。由图1的传动函数[1]可知，当电机转速恒定时，编码器转速是电机轴转动角的函数，在转角为0°和180°时，分母中cos2φ1为最大值1，此时编码器的转动角速度取得最大值ω1/cosα，而当转角为90°和270°时，分母中cos2φ1为0，编码器的转动角速度达到最小值ω1cosα。根据传动函数可绘制其转速比变化曲线，如图2 所示。

图1 不对中传动函数

图2 转速比变化曲线图

从图2 可明显看出，传动比不仅随电机转子每转一周变动两次，而且其变动的幅度随着偏角的增加而增大，变化的频率是电机转子工频的两倍。

在实际安装过程中，编码器与电机之间的连接既有径向平行不对中，也有径向偏角不对中。弹性接手在连接时存在复杂的变形应力，旋转一周的过程中存在形变最大和最小位置。……