[发明专利]一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制装置及控制方法

说明书

一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制装置及控制方法，属于旋转机械减振领域，针对现有隔振技术存在反馈控制系统复杂、未在源头上实现隔离振动的问题而提出的。在动力设备转子各轮盘外缘安装磁钢，在磁钢对应处套装一个电磁铁，电磁铁与对应的一个功率放大器输出端相连，功率放大器输入端同时与励磁电流控制器输出端相连接，励磁电流控制器输入端与转速传感器及振动传感器相连接；在励磁电流控制器中计算动力设备各阶线谱幅值和相位，产生与各阶线谱同频、同幅、反相位的励磁信号，经DA转换后由功率放大器传至励磁线圈内，产生同频、同幅、反相位的激励力作用在转轴上，降低低频线谱。本发明结构简单占用空间小，适用于旋转机械各阶线谱振动控制。

技术领域

本发明涉及一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制方法，属于旋转机械减振领域。

背景技术

旋转机械工况复杂多变，受到的不平衡激励力、气流激励力、电磁激励力、齿轮啮合力等作用导致低频线谱突出。常用的隔振方法往往仅对高频振动具有良好隔振效果，对低频线谱隔振效果不佳；主动吸振方法是将动力吸振器布置在动力设备的机脚处，并未在源头上隔离振动，且系统复杂，耗功较大，可靠性较低。

发明内容

针对现有隔振技术存在反馈控制系统复杂、未在源头上实现隔离振动的问题，进而提出一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制装置及控制方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制装置，所述控制装置包括多个磁钢以及多个电磁铁，在动力设备转子各轮盘外缘安装磁钢，在动力设备壳体内各转子轮盘外缘磁钢对应处套装或安装一个电磁铁，即电磁铁固定在壳体上，磁钢随转子各轮盘外缘一起转动；每个电磁铁与对应的一个功率放大器输出端相连，各个功率放大器输入端同时与励磁电流控制器输出端相连接，励磁电流控制器输入端与布置在转子驱动端的转速传感器及转子轴承支承处的数个振动传感器相连接；使用转速传感器测试动力设备转速信号，使用振动传感器测试动力设备振动信号，并输入至励磁电流控制器。

进一步地，每个电磁铁由励磁线圈和套在励磁线圈上的定位圈组成，每个电磁铁安装在对应的一对挡圈之间，每对挡圈装配在设备壳体的内壁上，定位圈通过连接件固定在壳体的内壁上；励磁电流控制器产生的信号经由功率放大器放大后传递至电磁铁中的励磁线圈内。

进一步地，每个励磁线圈由多组励磁线圈单元并联而成；每组励磁线圈单元可同时输入多个控制信号，通过控制各组励磁线圈单元的电流来分别对转子磁钢不同部位施以不同的径向力。

进一步地，每个励磁线圈由四组励磁线圈单元并联而成，四组励磁线圈单元呈圆环将布设在转子磁钢外表面上，每组励磁线圈单元包括三个弧形电磁铁块和一根缠绕在三个弧形电磁铁块的导线，四组励磁线圈单元中的十二个弧形电磁铁块分别定义为弧形电磁铁块A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L，十二个弧形电磁铁块A至L的位置与时钟1点至12点的位置一一对应；弧形电磁铁块K、L、A为一组位于转子磁钢上方，弧形电磁铁块E、F、G为一组位于转子磁钢下方，弧形电磁铁块H、I、J为一组位于转子磁钢左方，弧形电磁铁块B、C、D为一组位于转子磁钢右方，每组励磁线圈单元中的三个弧形电磁铁块与转子磁钢接触端的极性均为S-N-S以保证相对的方向磁极相同且均产生吸力；通过励磁电流控制器分别控制四组励磁线圈单元中的四个导线中的电流大小以实现对转子磁钢不部位径向力的调整。

进一步地，振动传感器在每个轴承支承处垂直交叉布置，测试转子振动幅值和相位，转速传感器布置在动力设备驱动端处测试转子转速。

一种降低旋转机械多阶线谱振动的控制方法，所述控制方法基于上述控制装置来完成的，其实现过程为：

转速传感器采集动力设备的脉冲电压信号输入至励磁电流控制器中，并与励磁电流控制器内设定的滞回电压进行比较，升压区以高电平作为转速触发时间起点，降压区以低电平作为转速触发时间终点，记录单位时间内的转速脉冲数作为输入频率；