[发明专利]一种小型复合材料转子振动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于机械控制技术领域，尤其是涉及一种小型复合材料转子振动控制方法。

背景技术

转子是旋转机械工作时转动的部件，由于实际转子均有不平衡量，所以转子旋转时由于不平衡量激励会产生振动。这种振动会使转子工作在临界转速下时发生共振，或者过大振动会影响转子的正常运行。因此，如何减小转子振动的幅度是旋转机械中至关重要的课题。

转子的具体形式由旋转机械功能确定，比如飞机发动机是涡轮叶片，汽车轮胎也属于转子。本发明中的转子由复合材料制成，能够达到较金属材料更高的旋转角速度，同时直径较小，质量较轻。

减小转子振动的方法包括质量平衡法(减小转子不平衡量)、阻尼调节法、主动控制法等。质量平衡法就是采用实验的方法检测得到转子不平衡质量的大小和位置，利用加重或者减重的措施减小转子总的失衡量，进而减小转子旋转时的振动量，这种方法被广泛应用于转子制造过程；阻尼调节法是针对转子振动的具体特性，通过增加阻尼使转子振动减小，这种方法经常被用于转子系统设计和装配中的调节；主动控制法是实时检测转子的振动频率和相位，采用如施加电磁力的方法减小转子的振动，这种方法较适合不可预测下转子的振动。具体实施方法视转子具体结构和应用而定。

本发明提出一种小型复合材料转子振动控制方法，所述方法属于主动控制法。复合材料转子用于高速旋转机械时，采用质量平衡法往往不能达到要求， 阻尼调节法在复合材料转子跨越临界转速时调节能力有限，然而，采用主动控制法能够在振动超过限制值时短时间内调节复合材料转子过大的振动量。本发明提出的振动控制方法能够使复合材料转子振动减小，有利于复合材料转子通过临界转速。

发明内容

本发明的目的在于提出一种小型复合材料转子振动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据转子的几何尺寸，在转子制造时采用玻璃纤维或碳纤维加上环氧树脂缠绕形成圆柱形筒，同时在环氧树脂中加入磁化材料后得到复合材料转子；

2)在复合材料转子外围加上与其非接触的激励线圈、测量复合材料转子振动的位移传感器、以及控制器；

3)控制器通过位移传感器测得复合材料转子的振动特性后发出电流指令，电流施加于激励线圈，实现对复合材料转子振动的控制。

所述激励线圈为一对安装于复合材料转子外围，与复合材料转子非接触且成90度角放置的激励线圈，激励线圈的个数至少为2个。

所述测量复合材料转子振动的位移传感器的个数至少为2个，90度角安装。

所述复合材料转子的振动特性为复合材料转子振动的幅值和相位，采用位移传感器测量得到复合材料转子振动的幅值和相位，同时通过激励线圈实时地对复合材料转子施加电磁力，从而实现对复合材料转子振动的控制。

本发明的有益效果是提出一种小型复合材料转子振动控制方法，能够使复合材料转子振动减小，有利于复合材料转子通过临界转速。

附图说明

图1为小型复合材料转子振动控制装置示意图。

图2为位移传感器与激励线圈安装位置示意图。

图中标号：1-复合材料转子、2-位移传感器、3-控制器、4-激励线圈、5-轴承、6-环氧树脂加磁化材料区域、7-第一位移传感器、8-第二位移传感器、9-第一激励线圈、10-第二激励线圈。

具体实施方式

本发明提出一种小型复合材料转子振动控制方法，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。