高丰，王福忠，韩素敏

基于ANSYS Workbench的电机轴系模态分析

高丰，王福忠，韩素敏

（河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 454000）

提升机电机轴的主要作用是将电机的输出动力通过链传动传递至滚筒，为滚筒作业提供动力。不仅要符合强度、刚度等力学条件, 还需要满足一定的动态性能要求。本文针对7800 kW同步电机主轴，通过软件SolidWorks进行建模，并利用ANSYS对其进行有限元模态分析和谐响应分析，得到了该轴前8阶模态的固有频率、振型及扭转角度分布，分析结果可以作为电机轴优化设计的参考, 通过合理的优化也避免在运行过程中与激励频率发生共振，有利于提高电机轴的可靠性与寿命。

电机轴系；有限元建模；模态分析；谐响应分析

提升机在作业过程中的载荷增加数倍，加上频繁的启停使得同步电机轴系振动的危害程度日益加剧，轴系振动问题已成为大型同步电机运行研究的重中之重的[1-2]。其中轴系振动特性研究的基础就是轴系自身的固有特性计算，包括固有频率和振动振型，否则，当电机运行时与其固有频率会产生共振导致轴系发生各种故障，严重的甚至会发生断裂，不仅会使电机无法工作造成经济损失，甚至会影响提升机的安全性造成人身安全问题[3-5]。

轴系扭振动力学分析理论发展较为成熟，多采用集中模型和连续质量模型法[6-8]，周生通等[9]为有效地模拟传动轴系的扭转振动特性建立了集总参数模型，陈星等[10]对同步电机转子系统建立双质量模型，证明了转子系统扭振的稳定性并确定了它的稳态解。……