基于高频响电涡流传感器的汽轮机带冠叶片振动测量技术（英文）

针对汽轮机带冠叶片的健康监测需求,提出了一种基于高频响电涡流传感器的带冠叶片振动参数测量方法。转子旋转时,电涡流传感器感知叶冠面积变化,通过检测叶片发生振动时叶冠面积变化信号的到达时间,并应用叶尖定时(Blade tip timging, BTT)数据分析方法获取叶片振动参数。设计了一种适用于汽轮机工作环境的电涡流传感器和一种高带宽调幅解调电路,使响应带宽达到250 kHz以上。某型汽轮机末级叶片振动试验结果表明所设计的高频响电涡流传感器和变面积型叶尖定时测振技术在汽轮机带冠叶片的应用是可行的。     

某汽轮机振动大原因分析及处理

本文介绍了汽轮机在单机试车时,开机即出现振动大的情况。经过详细认真的分析,逐一排除了仪表失灵、轴颈跳动、转子弯曲、动静碰磨、油膜失稳等原因,最终确定转子磁化是造成振动大的原因。转子经过消磁处理后,汽轮机试车情况正常。     

制氧空压机在线轴振信号异常变化分析

针对制氧空压机使用过程中,DCS在线轴振信号两次异常变化现象,通过振动分析和传感器的在线调试对其进行了分析,得出转子系统性的干扰所引起的附加不平衡量和电涡流传感器转接连接头松动,是异常变化现象的原因.     

透平压缩机主轴断裂的监测与诊断

透平压缩机组在运行过程中其转子主轴断裂故障的破坏性非常大。对于传统监测诊断转子裂纹普遍都是监测转子的径向振动信号,但通过多年研究发现,利用轴向电涡流位移传感器采集的轴位移信号中的交流动态振动信号,对于监测诊断某些大型转动设备转子轴的裂纹开裂过程更有效。基于上述发现,提出安装轴向电涡流传感器实现透平压缩机转子轴裂纹发展过程的监测,多次成功案例也证明了该方法的有效性。     

基于耦合源误差分析的转子振动信号识别方法

转子振动信号实时监测是保障旋转机械健康运行的关键,转子圆度误差和电涡流位移传感器误差的耦合源误差在以往的研究和振动监测中很少考虑,使得转子振动信号有一定的失真,甚至会引起误判。以实际转子为例,提出了圆度误差测量表达式;测量和分析了两种常用电涡流位移传感器的误差,利用傅里叶拟合方法构建了圆度误差和电涡流位移传感器耦合源误差表达式,建立了耦合源误差与转子振动信号之间的映射关系。提出了点-点法、平均值法与最大值法3种转子振动信号识别方法,3种方法都能有效识别转子振动信号,其中点-点法最精确,识别误差占比约20%;平均值法计算简便,识别误差占比约10%;最大值法偏保守,但可有效避免误判,识别误差占比约32%。     

汽轮发电机组转子瞬时转速测量中径向振动补偿装置设计

汽轮发电机组是复杂的旋转机械系统,轴系的瞬时转速是反映其工作状态的重要基础参数。本文以转速敏感模块中最常用的测速齿轮-电涡流传感器为例,建立传感器输出模型,研究了转子径向振动对传感器输出特性的影响,在此基础上设计了补偿装置,并进行了实验研究。通过对结果的时域及频域分析表明,合成后的输出信号中基本抑制了径向振动对电涡流传感器的输出信号的影响。     

基于虚拟仪器的转子轴心运动轨迹测试系统

针对旋转机械故障的特征,运用电涡流传感器和虚拟仪器构成轴心运动轨迹测试系统,在转轴同一横截面上安装2个相互垂直的电涡流位移传感器,同时采集2个传感器传入的水平和垂直信号;将2路信号叠加并在XY Graph控件显示出转子轴心运动轨迹图。利用故障的特征信息判断旋转机械转子运行状态和进行故障诊断。     

电涡流传感器动态响应特性研究

为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性,针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器,分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理,建立了电涡流传感器检测电路数学模型,分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系,提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法,从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上,相位角的滞后量也可以大大减小,充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。     

转子镀铬后的汽动给水泵振动诊断与对策

针对一起汽动给水泵振动故障,根据故障及振动特征认为振动信号中含有虚假成分,利用电涡流传感器原理及现场排查诊断出现此现象的主要原因是转子镀铬后导致的电跳动故障。然后基于转子镀铬后的轴振特性,总结了实践中解决转子镀铬层测量面产生振动电跳动问题的处理方法。     

基于虚拟仪器技术的低成本振动监测系统

从虚拟仪器概念出发研制基于微型计算机的低成本离心机组转子振动监测系统。对电涡流位移传感器的温度稳定性进行了研究，并在电路设计、元器件选择等方面加以改进。实现8通道振动信号的数字化采集，并进行数据动态显示、在线处理和分析、结果显示和存储及意外故障及时报警与现场数据保存。整套传感器、虚拟仪器系统满足了离心机组转子振动的高精度、自动化及远程测试要求。     

径向电涡流阻尼器对柔性转子系统振动的控制

为了抑制转子系统的振动和研发高性能的转子系统振动主动控制执行元件,基于电涡流原理提出了一种新型的转子系统径向电涡流阻尼器,在一个带有双盘的柔性转子系统上详细地测量了不同磁场强度条件下径向电涡流阻尼器支撑的转子系统在非旋转状态下的传递函数、在恒定转速下的运动轨道以及在慢加速运行过程中的不平衡响应曲线,并进行了利用径向电涡流阻尼器对转子系统的振动进行分段和比例控制的有效性试验。结果表明了这种新型的径向电涡流阻尼器不仅具有结构简单、无需流体介质、无机械接触等特点,而且其动力特性还容易控制,在设计合理的条件下能够显著地减小转子系统的振动,是一种被动和主动兼备具有良好发展和应用前景的转子系统阻尼结构。     

转子系统径向电涡流阻尼器

基于电涡流原理提出了一种新型的转子系统径向电涡流阻尼器，分析了这种阻尼器的结构和动力模型，并在不同磁场强度条件下测量、研究了径向电涡流阻尼器所支撑的柔性转子系统在非旋转状态下的传递函数、在恒定转速下的运动轨道,以及在慢加速运行过程中的不平衡响应。结果表明：这种新型的径向电涡流阻尼器不仅具有结构简单、无需工作介质、无机械接触等特点，而且还可以对其动力特性进行控制，能够显著地减小转子系统的振动。     

基于磁流变阻尼器的转子系统振动PID控制研究

针对大型旋转机械通过临界转速时振动过大的问题,搭建了转子实验台,在不改变转子轴系原有支撑形式的基础上,将磁流变阻尼器作为辅助机构安装在转子上,通过实验研究了阻尼器对转子振动的影响规律。提出了一种PID控制策略,设计了转子振动主动控制系统,以振动幅值为反馈参数,实时调节阻尼器电流,在线抑制转子振动。研究结果表明,该阻尼器可以有效抑制转子临界转速附近的振动,降幅可达90%;通过采用PID控制策略,可根据转子振动变化在线改变控制电流,使转子振动稳定在目标值附近,实现了转子系统开机加速过程振动的自动调控。     

差动变压器式位移传感器及其在磁悬浮轴承中的应用

针对差动变压器式位移传感器的性能及其在磁悬浮轴承中的应用,理论分析传感器与磁悬浮轴承转子之间加入不同隔层时对传感器输出的影响;对传感器进行静态和动态标定,并将其应用于2自由度和5自由度磁悬浮轴承试验台进行静态和动态悬浮。研究结果表明：该传感器测试范围在–0.5～＋0.5 mm时,线性度可达±1.38%,灵敏度为20.18 mV/μm,截止频率在800 Hz左右;理论分析加入非导磁隔层不影响传感器性能,但实际中涡流、漏磁等多方面原因将影响传感器的静动态性能;在2自由度试验台上实现磁悬浮转子2自由度的静态悬浮,不加入隔层时转子的静态位移振动峰峰值小于5 μm,加入隔层时转子的静态位移振动峰峰值小于10 μm;在5自由度试验台上实现了磁悬浮转子的高速旋转,转速为30 kr/min,不加隔层时转子两端的径向振动峰峰值为25 μm,加入隔层时转子两端的径向振动峰峰值为25 μm,但波形没有不加隔层时规则。研究结果为差动变压器式位移传感器的设计,并将其应用于磁悬浮轴承系统中提供一定的理论和试验基础。     

汽轮机安全监视系统信号突变故障分析及处理

针对某石化公司GB201压缩机组中汽轮机端轴位移和轴振动信号出现的突变现象,对汽轮机接地电刷、BENTLY3500接地系统及静电产生原因进行了研究。由于机组不能停机,先对可能导致故障的各相关因素进行了分析。排除可以排除的因素,在线检测及更换了汽轮机接地电刷、在线检测了BENTLY 3500接地系统及分析了转子带电或带磁的影响。最后判定润滑油受高速运转的转子与轴承挤压摩擦产生了静电,并且因轴承座较大而导致TSI探头的同轴接头在轴承座内,接头长期浸泡在50℃左右的润滑油里中,绝缘效果或变差,静电累积到同轴接头上,从而导致静电荷积聚及突变现象的产生。后在机组停机检修时,打开轴承座检查,对同轴接头重新做了绝缘处理,再次开机后恢复正常。研究结果表明,信号突变是由于润滑油高速运转的转子与轴承挤压摩擦产生静电及轴承箱内的TSI探头同轴接头绝缘失效。     

ZERO MODE NATURAL FREQUENCY AND NONLINEAR VIBRATION OF COUPLED LATERAL AND TORSION OF A LARGE TURBINE GENERATOR

Zero mode natural frequency (ZMNF) is found during experiments. The ZMNF and vibrations resulted by it are studied. First, calculating method of the ZMNF excited by electromagnetic in vibrational system of coupled mechanics and electrics are given from the view of magnetic energy. Laws that the ZMNF vanes with active power and exciting current are obtained and are verified by experiments. Then, coupled lateral and torsional vibration of rotor shaft system is studied by considering rest eccentricity, rotating eccentricity and swing eccentricity. Using Largrange-Maxwell equation when three phases are asymmetric derives differential equation of the coupled vibration. With energy method of nonlinear vibration, amplitude-frequency characteristics of resonance are studied when rotating speed of rotor equals to ZMNF. The results show that ZMNF will occur in turbine gen erators by the action of electromagnetic Because ZMNF varies with electromagnetic parameters, resonance can occur when exciting frequency of the     

船用汽轮机转子盘轴耦合振动特性研究

基于小长径比建模理论,建立了盘轴耦合转子的有限元模型,并对采用工程实际的斜切方式和轮盘单元等不同建模方法下船用汽轮机转子的振动特性进行了分析,给出了较为系统的、适用于小长径比、短粗转子等结构的建模方法对转子系统振动特性的影响规律。不同的建模方法会对转子盘轴耦合振动特性计算结果有显著影响。轮盘单元会使得转子轴承系统出现附加的振型,表现为轮盘与转轴的耦合模态振型,轮盘单元建模的计算方法能准确描述盘轴耦合转子的振动特性。研究结果表明,对于厚度较大的轮盘,轮盘对转子耦合振动的影响较小,工程常用的斜切建模会引入附加刚度,引起较大求解误差,且这种误差随着轮盘厚度的减小而逐渐降低。     

本特利电涡流传感器的安装及常见故障处理

大型离心式压缩机组稳定运行的保护系统有:润滑油系统、轴瓦温度检测系统、真空冷凝系统、密封汽系统、防喘振系统、轴振检测系统等.该文介绍本特利内华达电涡流传感器在大型机组轴振动、轴位移以及转速检测保护中的应用,着重介绍了传感器的安装及常见故障的处理.     

Eddy Current Sensing of Torque in Rotating Shafts

The noncontact torque sensing in machine shafts is addressed based on the stress induced in a press-fitted magnetoelastic sleeve on the shaft and eddy current sensing of the changes of electrical conductivity and magnetic permeability due to the presence of stress. The eddy current probe uses dual drive, dual sensing coils whose purpose is increased sensitivity to torque and decreased sensitivity to variations in distance between probe and shaft (liftoff). A mechanism of keeping the distance constant is also employed. Both the probe and the magnetoelastic sleeve are evaluated for performance using a standard eddy current instrument. An eddy current instrument is also used to drive the coils and analyze the torque data. The method and sensor described are general and adaptable to a variety of applications. The sensor is suitable for static and rotating shafts, is independent of shaft diameter and operational over a large range of torques. The torque sensor uses a differential eddy current measurement resulting in cancellation of common mode effects including temperature and vibrations.