离心压缩机轴位移故障自愈调控系统的研究

针对离心压缩机存在的轴位移故障,研究设计了离心压缩机轴位移故障自愈调控系统,该系统使用轴位移故障实验装置来模拟压缩机轴位移故障并对其进行自愈调控。使用该系统进行了压缩机轴位移特性实验和轴位移故障调控实验,并根据实验数据分析了实验装置轴位移与轴向力的对应关系和轴位移故障调控的效果。实验数据表明压缩机轴位移自愈调控系统在设备出现轴位移故障时可以通过调节推力盘两侧压力来使轴位移恢复到安全范围内,使设备长周期安全运行。在开发系统的过程中,分别采用布尔控制器、PID控制器和模糊PID控制器进行调控实验,对3种控制器的反应速度和稳定性比较得知,采用模糊PID控制器具有更好的鲁棒性和稳定性。     

挠性转子系统的弯曲故障理论分析和试验研究

文中对具有初始弯曲的故障转子的平衡方法进行了理论和实验研究。为了有效地平衡弯曲故障转子,施加平衡质量时不仅要考虑合适的质量大小,还要考虑平衡质量在轴上的位置,以防止激起系统的二阶共振。分析和实验的结果表明,在转子弯曲故障的反方向以及轴上合适位置施加合适的平衡质量能有效地降低双盘弯曲故障转子的振动。     

ISFD抑制转子不对中故障研究

针对旋转机械常见的转子不对中故障,设计了一种弹性阻尼支承—整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）,研究ISFD弹性阻尼支承对转子不对中故障的振动抑制效果。运用有限元方法分析转子不对中力学模型,搭建单跨双支承转子实验台,模拟转子不对中故障,并对ISFD弹性阻尼支承的减振特性进行实验研究。实验结果表明：不对中故障导致转子振动增大,ISFD弹性阻尼支承可以有效减小振动,转子一倍频的降幅达到90.0%,二倍频的降幅达到97.5%。     

鼠笼型异步电动机转子故障在线检测

研究鼠笼型异步电动机转子断条故障和偏心故障的在线检测方法.通过对定子电流和轴磁通信号的频谱分析,可以得出,定子电流中的齿谐波分量可作为转子静态偏心的特征分量,轴磁通信号中的3sF1分量可作为转子断条故障的特征分量.设计了以单片机为核心的检测系统.实验结果证明了本方案的可行性.     

基于LabVIEW的多功能转子故障模拟测试系统设计

不平衡、不对中、弯曲、松动、碰摩等故障常导致旋转机械动态特性恶化。对转子振动信号的监测与分析,是判断设备故障类型及预测故障发展趋势的主要手段。本文开发出一种可实现故障模拟的多功能转子振动测试系统。通过改变轮盘的不平衡质量、调整轴承座的高度、控制润滑状态等方法模拟转子动平衡、不对中、轴承故障等多项实验。测试系统由转子实验台、传感器与信号调理设备、NI公司的6009数据采集卡及计算机组成。采用LabVIEW8．5设计了测试系统软件,详细讨论了转速、加速度及位移信号的采集与处理方法。测试结果表明,不同工作状态下轴承座振动信号的时域、频域波形和转子轴心轨迹形状可用于表征转子各单项及综合故障。     

两跨四支撑轴系转子低速动平衡实验研究

针对两跨四支撑汽轮机组、压缩机组等轴系中各跨转子动平衡合格,但安装试车后仍发生轴系不平衡振动故障的问题,研究各跨转子残余不平衡量耦联效应对轴系转子振动特性的影响。搭建了两跨四支撑（2N支撑）轴系实验台,模拟开机启动过程,实验对比了针对轴系转子系统的两种低速动平衡方式。实验结果表明,对两跨四支撑转子整体进行组合的低速动平衡效果优于对转子1、2单独进行低速动平衡。     

《冶金风机叶片磨损故障仿真研究》

在钢铁冶金行业,冶金风机大部分会长期在高浓度金属颗粒的环境中工作,这类风机的叶片磨损故障经常产生,原因是金属粉尘与叶轮叶片高速碰撞导致风机转子失平衡、叶片断裂。所以分析诊断叶片磨损情况十分重要。由于高浓度金属粉尘工作环境实验室无法模拟,故该类故障的样本无法在转子实验台上实验获得详细样本数据。本文采用气固两相流理论和计算流体力学FLUENT软件来研究叶片磨损的产生机理和叶片磨损过程,对冶金风机叶片磨损故障进行仿真研究。     

裂纹叶片转子的故障特性及其诊断

本文从裂纹叶片转子的动平衡、振动调制、近声场噪声及转子转速分析着手,论述了故障的动力学机理,并以排风机单叶片裂纹故障的形成与扩展为实例,进行故障特征的实验研究。理论和实验研究表明:叶片机械如风机之类可通过多参量特征监测对早期和严重的裂纹故障进行诊断。     

载荷参数对风力发电机锥形转子系统特征值的影响

转子不对中会造成运行故障和载荷参数改变.通过传递矩阵法,采用锥形类轴单元处理锥形转子,建立不对中风力发电机锥形转子系统的模型,并计算其特征值.分析锥形轴段单元数对其特征值的影响,讨论轴向载荷和扭矩载荷参数对风力发电机锥形转子系统特征值的影响.为风力发电机锥形转子系统不对中故障研究提供指导.     

带有油膜轴承的裂纹轴转子系统故障特征分析

通过大量仿真计算，对于带有油膜轴承的裂纹轴转子系统的故障特征进行了较为全面的论证．这些特征是通过三维频谱、转速-振幅特性和周期分岔特性来表达的．除了分析裂纹轴转子系统的基本故障特征外，还重点分析了作为故障特征的一个重要方面的非线性行为．为诊断转子系统裂纹故障提供了理论依据．     

油膜失稳引起的轴承碰摩故障研究

为了研究油膜失稳和转子-轴承碰摩两种单一故障相互作用形成的耦合故障,利用转子实验台模拟油膜失稳引起的轴承碰摩故障,采集发生此故障时转子系统升降速过程的振动信号.利用三维谱振图、重排小波尺度图、频谱图和轴心轨迹图对竖直方向振动信号进行分析,结果表明:重排小波尺度图可以很好地提取轴承碰摩时的时间和频率信息.当转子系统发生二者耦合故障时,油膜失稳占主导地位,油膜失稳引起的碰摩会产生转频和涡动频率的组合频率成分.此外,由于不可公约的组合频率出现,轴心轨迹变得混乱不规则.     

基于模态扩展与谐波分解的转子碰摩故障精确诊断

以某单跨双盘模型转子实验台为例,建立了该转子-轴承系统有限元模型,得到转子系统前两阶固有频率和振型向量等模态参数·基于转子系统碰摩力的周期性假设,利用模态扩展方法,对故障和健康转子系统振动信号的残差矩阵进行傅立叶级数的分频谐波近似,估算得到转子-轴承各节点的碰摩力·根据转子各结点估算碰摩力的频谱、时序以及等效碰摩力幅确定碰摩发生位置,进而对碰摩故障的程度进行定性评估·试验表明,这种方法可以对转子周期性碰摩进行较精确的诊断,并为其他转子-轴承系统故障诊断提供参考·     

基于AMEsim的电磁阀仿真与试验验证

电磁阀是液压系统中的控制元件,其阀芯运动特性直接影响液压系统的工作性能。针对阀芯运动的动态特性建模是液压系统检测诊断领域的重要研究方向。以液压系统典型的三位四通电磁换向阀为研究对象,开展了基于AMEsim软件的建模、仿真分析与试验验证研究。在对电磁阀工作机理和各功能模块的分析基础上,利用AMEsim软件中的电磁库与液压库构建了电磁阀仿真模型,对影响电磁阀阀芯位移的主要因素进行分析,给出了不同的路损、弹簧刚度及液压油黏度对电磁阀阀芯位移影响的量化对比曲线;设计并搭建了液压试验台对模型进行验证。试验结果显示,实测数据与仿真结果符合良好,最大相对误差为8.2%。研究工作为电磁换向阀故障诊断和优化设计提供了模型与数据支持。     

高速动静压轴承支承主轴系统动特性测试研究

以自行设计的高速主轴水润滑动静压轴承为基础,采用不平衡质量法识别出转子系统支撑轴承的动特性系数,通过轴承性能测试实验得到了供水压力、主轴转速等运行参数对轴承-转子系统动特性的影响.结果表明:轴承-转子系统动特性系数随系统供水压力和主轴工作转速的增加而增大;在供水压力较低时,工作转速对轴承动特性影响较小;当供水压力升高到一定程度时,工作转速对轴承的动特性产生较大影响,此项研究对轴承-转子系统结构参数的改进以及不同工况下最佳运行参数的确定具有一定的指导意义.     

基于PSCAD的双馈风电机组低压穿越控制策略

随着风电机组装机容量的不断增加,风电场并网规范对风电机组的运行要求越来越严格,要求具有外部电网故障下不脱网运行（低压穿越）的能力.为了研究双馈风电机组（DFIG）在低压穿越控制策略的优化方面提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab/Simulink仿真环境下所建模型在动态性能方面存在的不足,采用PSCAD仿真软件建立了双馈风电系统的动态仿真模型.通过分析电网对称故障时DFIG的暂态特性,并对转子电流与定子磁链的关系分析得出涉及定子磁链动态过程的改进矢量控制方案,配合转子侧Crowbar保护电路,并对网侧变流器进行有功和无功功率的解耦控制,从而使得电网对称故障时转子过电流、直流母线电压和转矩剧烈波动的情况得到了解决.     

含裂纹转子系统动力学建模与实验研究

疲劳、材料缺陷等因素会导致转子出现不同程度的裂纹。为分析裂纹对转子系统动态特性的影响,本文建立了裂纹转子系统的刚度矩阵,并通过有限元仿真和ZT-3实验台开展了裂纹角度和转速对裂纹转子系统动态特性研究。结果表明：在不同角度的裂纹对转子动态特性的影响分析中,45°裂纹转子系统较30°裂纹转子系统的振动响应剧烈、范围大、轴心轨迹变形程度大,波形的频率叠加现象更为明显,更多的高倍频和分数倍频被激发;在转速为(2000rpm,4000rpm)范围内,随着转速的增加,系统的时域波形逐渐趋于平稳,频率叠加现象减少,振动范围逐渐扩大,轴心轨迹逐渐变为规则的椭圆形,在3200rpm附近存在着系统的临界转速;通过实验得出的裂纹转子系统动态特性与仿真结果吻合,验证了仿真的正确性。     

间隙环流作用下的转子动力学性能分析

为研究间隙环流对转子动态性能的作用规律,根据流体的连续定理和动量定理建立了描述间隙环流运动规律的偏微分方程组,采用线性摄动方法将间隙环流内流体压力的稳态量和动态量分离,求解得到间隙环流动态作用力的表达式.为验证该流场计算模型,搭建了一个实验装置.使用有限元方法建立实验台干转子的动力学模型,通过实验测试干转子的固有频率,对动力学模型中法兰连接处的接触刚度等参数进行标定.将间隙环流的动态作用力分解为质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵的形式,施加到干转子动力学模型上,得到湿转子的动力学模型.求解该模型得到转子的动力学特征参数对于转子转速的变化规律.通过对间隙环流试验模型进行计算和实验测试,验证了该模型的有效性.研究结果表明,间隙环流能显著降低转子的固有频率,并能够在一定的转速范围内造成转子失稳.     

转子系统油膜失稳故障的振动实验分析

在单跨转子实验台上对油膜失稳故障(油膜涡动和油膜振荡)进行实验,分别对发生油膜失稳的转子稳定运行过程和转子升降速过程进行了振动测试·在油膜振荡期间,转子振动的时域波形呈现复杂的多周期性特点,轴心轨迹为扩散的不规则曲线,功率谱与全息谱表现出明显的分频(0 44倍频)特征·转子升降速过程的时频域分析揭示了转子油膜由涡动到振荡的发生发展过程·实验与分析的结果对研究转子油膜失稳故障现象、实现旋转机械的状态监测与预报有重要意义·     

多跨转子系统不平衡动力学匹配

以某大型压缩机低压端大齿轮、汽轮机、中压缸转子和低压缸转子组成的四跨轴系转子系统为研究对象,采用有限元法建立系统动力学模型;并通过两种优化方法分别实现对整个多跨转子系统不平衡动力学匹配.经过匹配后的不平衡质量和相位等动力学参数达到了两种较好的组合,分别适用于不同的匹配条件,降低了整个系统的不平衡响应即振动量,有效地提升了系统的动力学性能和抗不平衡故障的免疫力.同时验证了动力学匹配技术对整体多跨转子系统的可行性.