关于电机转子找动平衡方法的分析

以实习教学设备介绍转动机械振动知识及动不平衡的低速、高速找法。     

基于虚拟仪器的转子动平衡测试系统

介绍了将虚拟仪器技术应用于动平衡测试系统的基本方法,不仅给出了整个测试系统的硬件组成、软件设计流程,还介绍了测试系统功能的实现方法,以及各个模块之间的通讯机制。     

基于转速的磁悬浮轴承转子系统变参数控制

建立了磁悬浮轴承柔性转子系统数学模型.分析了磁悬浮轴承的支承特性、系统在不同控制参数下的稳态不平衡响应和在旋转状态下控制参数变化对系统稳定性的影响,提出了基于转速的变参数控制策略.构建了五自由度磁悬浮轴承转子系统试验台,将转速信号引入数字控制器,在不同转速区段采用不同PID参数控制磁悬浮轴承,进行了高速旋转试验.理论分析和试验结果表明,在不同转速区段采用不同控制参数,可以同时满足系统在低频段和高频段动态性能的要求,有效减小转子的不平衡振动,有利于系统平稳越过临界转速.     

高速风机振动分析和转子动平衡

某厂#2机组安装后试运行时风机轴振动就偏大,动平衡经过多次配重轴振动都不能降低到理想值.主要原因是风机转子制造时中间部位存在较大的质量偏心,而所加平衡重量在转子两端平衡孔内,工作转速下转子呈现出多阶振型叠加的复杂振型.按照挠性转子振型平衡理论,现场在只有两个加重面的条件下,不可能平衡二阶以上振型,风机轴振动就很难同时达到优良水平.     

转子现场动平衡的单平面平衡试验

用单自由度系统的受迫振动和旋转矢量阐述了转子现场动平衡的单平面矢量法的原理。说明了决定校重大小和位置角的方法。通过砂轮机转子动平衡介绍了单平面平衡矢量法的步骤。试验结果表明，转子现场动平衡的单平面矢量法是可行的。     

曲轴动平衡的方法和应用

本文分析了曲轴动平衡的条件，介绍了动平衡原理，平衡方法与应用。     

不平衡磁拉力及对偏心转子系统振动的影响

研究了电机中由于相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子系统振动的影响.首先把气隙磁导展开为Fourier级数的形式,通过转子或定子表面的Maxwell应力积分得到非线性不平衡磁拉力的解析表达式.然后代入到转子系统的运动方程中,采用隐式非线性NEWMARK积分法计算系统在不平衡磁拉力和质量偏心力作用下的动力响应,详细分析了电机参数对偏心转子系统振动的影响.研究结果为旋转机械轴系的动力分析及设计提供了理论依据.     

高速转子整机动平衡仪的开发与研究

转子动平衡的关键是提取转子不平衡振动的振幅与相位。A／D在转子不平衡振动的一个周期内,采到的点数越多,求得的振幅与相位越准,动平衡效果也就越好。本文围绕提高相位和振幅测量精度,详细论述高速转子整机动平衡仪的软、硬件设计,并通过实例介绍其在生产实际中的应用。     

柔性转子自动动平衡的寻优控制

介绍了一种转子自动动平衡装置的基本结构,提出了两种基于多校正平面柔性转子自动动平衡的随机寻优控制策略(坐标轮换法和单纯形法)及其控制用目标函数,并对其平衡效率和有效性进行了理论分析和仿真研究。结果表明,两种寻优控制具有较好的精度和收敛性,将影响系数法和随机寻优相结合的控制策略具有较高的精度和效率,且易于实现。     

高速主轴动平衡及其在线控制技术

针对机床主轴在线自动平衡控制问题,阐述了高速主轴不平衡识别方法和在线自动平衡技术国内外现状,分析了喷液式在线自动平衡装置原理,设计了喷液式平衡系统,并通过高速主轴实验对该系统的有效性进行了验证。研究结果表明,主轴经过平衡后,不平衡量振动值由1.60mm/s降至0.34mm/s,主轴失衡振动得到了有效抑制。     

遥控平衡头的单盘转子自动平衡实验研究

介绍了一种新型电动平衡头。所设计的平衡头是一个独立部件，采用滚动式小车配重和红外线遥控工作方式。给出了等效平衡矢量与配重小车相位角的关系式。在试验台上作了单盘转子振动控制和自动平衡实验，振动幅值降到了初始值８％以下，证明了平衡头的工程实用性。     

Variable Parameters PD Control and Stability of a High Rate Rigid Rotor-Journal Active Magnetic Bearing System

Stability is a key problem that means whether a high rate rotor-active magnetic bearings system works reliably or not. Aiming at a bearings system described with nonlinear equations, this paper built a linear model according to the system behavior. Considering realization of the control system and behavior of a high rate rotor system (magnetic force is far smaller than input force produced by mass eccentricity) this paper proposes a design method of variable parameters PD control algorithm that can be used universally. The control system was simplified and a mass of adjusting work of control parameters was reduced. Analysis and simulation indicated that the bearings system could get a wider stable region of harmonic motion, and proved that the algorithm is robust and advanced. The control system can be realized because the winding electric currents are positive. The method is convenient for operation and can easily be used for engineering practice.     

Magnetic Field Stabilization for Magnetically Shielded Volumes by External Field Coils

For highly sensitive magnetic measurements, e.g., a measurement of the neutron electric dipole moment (EDM), the magnetic field has to be stable in time on a level below picoTesla. One of several measures we employ to achieve this uses an external field coil system which can stabilize the ambient external field at a predefined value. Here we report on the construction and characterization of such a system in the magnetic test facility at PSI. The system actively stabilizes the field along the axis of the EDM experiment by means of four coils in a Helmholtz-like configuration. Additional coils serve to compensate for transverse ambient field components. Because of the long integration times in the EDM experiment (about 100 s or more) only slow disturbances have to be corrected for. The performance of the system has been measured using static and moving magnetic sources and suppression factors in excess of 200 have been observed.     

Application of active magnetic bearings for in situ flexible rotor residual balancing using a novel generalized influence coefficient method

An identification algorithm for the estimation of residual unbalances is developed for a flexible rotor-bearing system integrated with an active magnetic bearing (AMB). The main advantage of the present methodology is that it can be applied in situ and also with safe traversal of resonances during run-up. The flexible rotor-AMB system is modelled by the finite element method, considering randomly distributed residual unbalances along with disc discrete residual unbalances. In order to obtain equivalent discrete unbalances at limited disc locations for the balancing of the flexible rotor system, a generalized influence coefficient method (GICM) is proposed. Equivalent unbalances obtained at discrete balancing planes are used to check the reduction in unbalance responses. The proposed algorithm is compared with the conventional influence coefficient method (CICM) without AMB to check the accuracy and consistency of the estimated values of residual unbalances. The values estimated by both methods are found to be consistent, while the GICM has an advantage of using AMB for the safe operation of the unbalanced rotor at high speeds during measurements. In order to have a suitable discrete position of AMB (for effective estimation of residual unbalances), various rotor system models are considered with different positions of the AMB.     

基于最小位移的磁悬浮转子变极性LMS反馈不平衡补偿

针对高速电机磁悬浮转子受不平衡扰动时位移精度下降的问题,提出一种基于最小位移原则的变极性最小均方误差（least mean square,LMS）反馈不平衡补偿策略,通过在线辨识位移信号中的转速同频分量,引入反馈补偿来增加系统对同频分量的广义动刚度,实现不平衡补偿。利用广义根轨迹分析了引入补偿后系统的闭环稳定性,同时针对仅以负极性或正极性引入补偿后,闭环系统均存在临界转频以上或以下发散的问题,设计了通过切换引入补偿的极性来穿越临界转频,从而实现引入LMS反馈补偿后全转速范围闭环稳定。实验结果表明,该方法在全转速范围内均能大幅减小位移信号中的转速同频分量。     

汽轮发电机转子磁拉力对弯曲振动的影响

探讨了采用预应力法求解发电机转子磁拉力与弯曲振动问题的可行性，导出了有关的计算公式。采用强应力法在ANSYS平台上进行了计算，自编有限元程序对结果作了验证。     

基于不平衡响应的磁悬浮轴承刚度阻尼辨识方法研究

磁悬浮轴承的支承特性对转子轴承系统的临界转速、不平衡响应、稳定性有着非常重要的影响。研究一种基于不平衡响应辨识磁悬浮轴承刚度和阻尼的方法。首先使用MSC.Patran建立磁悬浮轴承转子有限元模型;使用Matlab软件实现基于不平衡响应辨识磁悬浮轴承刚度阻尼的基本原理;然后用有限元模型进行仿真辨识来验证该方法的可行性;并对一个五自由度的磁悬浮轴承试验台进行基于不平衡响应的磁悬浮轴承刚度阻尼的辨识试验研究。最后,为了检验辨识结果的正确性,赋予转子有限元模型试验辨识的磁悬浮轴承的刚度和阻尼,进行仿真与试验的系统不平衡响应对比,结果两者基本一致,表明该方法可以有效地辨识磁悬浮轴承的刚度和阻尼。     

旋转机械无试重现场动平衡原理与应用

提出了一种高效的无试重现场动平衡原理与方法,并进行了实验验证及现场应用研究。无试重平衡的基本原理是通过数值模拟的方法,通过在平衡平面上施加虚拟不平衡量,确定转子在轴承处的振动相位相对于平衡平面处的激振力的相位的滞后角。这种滞后可以借助不断完善的转子动力学理论以及有限元数值模拟方法进行确定,其关键是确定轴承的刚度和阻尼系数。滞后角和振动的相位相加便为激振力的相位,将该相位反相可得到配重的相位。配重量由测量得到的振幅和计算得到的振幅之间的比例关系以及虚拟不平衡量的大小确定。实验研究以及现场的平衡实践表明,该方法可以在不加试重的情况下,实现对转子的有效平衡,从而降低机组的现场动平衡的时间和成本。     

采用多自由度转子模型的电磁轴承支承特性测试方法

为描述主动电磁轴承的支承特性,通常是沿袭传统机械轴承支承的刚度阻尼概念,称之为等效刚度和等效阻尼。由于电磁轴承的支承特性与其控制策略有关,因此确定电磁轴承的等效刚度和等效阻尼值相对困难。已有的电磁轴承等效刚度和阻尼测试方法大多是基于单自由度模型的,难以用于实际多自由度电磁轴承-转子系统的刚度阻尼测量,甚至无法实际操作。针对上述问题,首先从理论上分析了采用等效刚度和等效阻尼概念表示电磁轴承支承特性的描述局限性和适用范围,然后提出了一种基于多自由度转子模型的对电磁轴承等效刚度和等效阻尼进行直接测量的方法。实验结果表明该方法能够实时地对电磁轴承-转子系统的等效刚度和阻尼值进行准确识别,其结果可以作为电磁轴承动力学特性研究的依据。