刘官瑞

（重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400000）

电机由于其效率高和成本低等优点，在旋转机械中越来越受欢迎。理想的电机气隙是均匀的，然而由于制造误差、装配误差和运行磨损等，电机气隙在圆周方向上不再均匀分布，其导致的不平衡磁拉力将转子运动中心拉得更远，引发了电机机械系统的稳定性问题。

早在1987年Belmans[1]计算了两极感应电机的径向偏心力并研究了电机中同极磁通量大小。郭丹[2]通过麦克斯韦方程组建立了偏心引起的磁拉力表达式，表明系统非线性程度与偏心大小成正比。Guo[3]等利用麦克斯韦应力张量推导了径向偏心力的解析解。刘清[4]建立了电机弹性转子运动的微分方程，通过分析发现不平衡磁拉力的线性部分与非线性部分对转子的运动特性影响不同。Pennacchi[5]得出了偏心条件下气隙长度的更精确表达方式，并用梁单元对发电机进行建模，以研究由于径向偏心力引起的转子动力学行为。刘锋[6]等利用多尺度法得到了转子涡动引起的不平衡磁拉力表达式，发现了不平衡磁拉力的非线性特性，使得转子涡动振幅随时间改变。何成兵[7]建立了裂纹转子系统在涡动下的弯扭耦合振动微分方程，分析了裂纹转子系统的非线性动力学响应。然而，上述文献都是用解析法和集中参数法模拟电机的不平衡磁拉力，忽略了电机的大部分特性，是一种理想的情况。虽然基于有限元模拟的电机能反映真实的情况，但是转子的运动特性却不能包含在内，同时需要消耗大量的时间进行分析。……