通过驱动在基波和选定谐波处具有平衡信号的主动平衡器的驱动电机来在基波频率和谐波频率下减少主机器的振动。振动被感测以提供代表所述机械振动的信号。用于基波和每个选定谐波的平衡信号发生器由自适应滤波器的自适应滤波算法处理每个频率的感测振动信号以产生每个频率的平衡信号。每个频率的参考输入在分配到所述发生器的频率下施加于每个平衡信号发生器的自适应滤波算法。所有频率的谐波平衡信号相加并被施加以驱动所述驱动电机。所述谐波平衡信号以相对每个频率下的振动的驱动电压分量驱动所述驱动电机。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动主动振动平衡器w在基本频率和谐波频率下最小化振 动
本专利技术一般涉及通过W下方法减少或消除主机器的机械振动；驱动禪合到主机器 的主动平衡器使得主动平衡器产生相对由主机器产生的力的平衡力。更具体而言，本专利技术 涉及不仅在主机器的基本操作频率下而且在该基本频率的谐波化armonic)下减少或消除 机械振动。
技术介绍
许多机器由于作为机器的一部分的一个或多个周期性移动质块（mass)的重复加 速和减速而振动。在某些环境下，振动可能使人不舒服、分也或恼人，并且在一些情况下，它 们会干扰其它设备的操作且甚至可能导致损坏。减少振动的一种方式是将振动机器通过中 间减振器（其可W是吸收部分振动能量的装置或材料）安装到另一个质块。然而，因为该 种方式只能部分减少振动，所W消除或至少最小化振动的幅度的更有效的方法是将振动平 衡器刚性安装到振动机器。振动平衡器产生与振动相反的力；即，其产生幅度相等或几乎相 等但相位相反的力，并由此抵消或几乎抵消由振动产生的力。 振动平衡器一般有两种类型，被动振动平衡器和主动振动平衡器，其中一些也被 称为调谐质块避震器、主动质块避震器或减振器。被动振动平衡器本质上是谐振弹黃和质 块系统，其被调谐到振动机器的操作频率，但是被布置为在与由振动产生的力相差180°的 相位下将力从其加速和减速质块施加到振动机器。主动振动平衡器本质上是质块，且还可 链接到弹黃，但质块的运动由感测振动并相对于振动驱动质块的控制系统控制。 虽然被动平衡器不太昂贵，但是它具有W下缺点：它仅可在其被调谐到的一个谐 振频率下响应振动。主动平衡器可响应于振动频率的细微变化并能够W更好地抵消振动的 幅度施加补偿力，但主动平衡器更昂贵并且需要控制器来W所需的幅度和相位驱动主动平 衡器。据本人所知，被动平衡器或主动平衡器都在振动机器的基本操作频率的谐波下不具 有平衡振动。 因此，本专利技术的目的和特征是提供用于在机器的基本操作频率和该基频的谐波两 者下减少或消除机器的振动。
技术实现思路
本专利技术是用于在主振动机器的基本操作频率和该操作频率的选定谐波下平衡主 振动机器的振动。主振动机器的振动被感测W提供代表主振动机器的被感测机械振动的感 测振动信号。产生用于操作频率的基本谐波和选定谐波的平衡信号，且优选产生用于几个 选定谐波中的每个的谐波平衡信号。通过由自适应滤波器的自适应滤波算法处理感测的振 动信号产生每个平衡信号。每个选定频率的自适应滤波算法在其被分配的选定频率下具有 正交正弦变化的参考输入。所有选定频率的谐波平衡信号相加并施加 W驱动主动平衡器的 驱动电机。每个选定频率下的每个谐波平衡信号因此W用于相对每个选定频率下的振动的 每个选定频率的驱动电压分量驱动驱动电机。 【附图说明】 图1是示出本专利技术的基本操作的框图。 图2是示出其为本专利技术的组件的自适应平衡信号发生器的操作框图。 图3示出本专利技术的一个实施例的图。 图4示出本专利技术的另一实施例的图。 图5示出本专利技术的又另一实施例的图。 在描述在附图示出的本专利技术的优选实施例中，为清楚起见，将采取特定术语。然 而，该不意味着本专利技术限于如此选择的特定术语且应理解，每个特定术语包括W类似方式 操作W实现类似目的的所有技术等同物。 【具体实施方式】 美国专利7, 511，459通过引用并入本申请。该现有技术专利示出用于被驱动地链 接到斯特林机器且可与本专利技术的实施例一起使用的控制线性电机/交流发电机的控制系 统的实例。更具体而言，本专利公开了其在本文中称为用于将主电驱动电压和电流施加到 其电机/交流发电机电枢绕组W便在其工作频率下控制其操作的主要控制系统的实例。 虽然本专利技术的最初设想的应用是平衡驱动地链接到线性电机/交流发电机的斯 特林机的振动，但是本专利技术也可适用于减少其它主振动机器的振动。本专利技术可独立于主振 动机器的控制系统操作，并因此并不一定依赖于该控制系统。然而，本专利技术和主振动机器的 控制系统之间的交互可被添加到本专利技术且本专利技术的一个所示实施例（图3)利用来自主振 动机器的控制系统的信号。 [00巧]术语巧现有巧术的某本原则 斯特林机器通常驱动地链接到线性电机或线性交流发电机。斯特林电机可W是连 接到线性交流发电机W产生电力的原动机。在热粟模式下操作的斯特林机器可连接到线 性电动机并由其驱动，并从其热交换器中的一个将热能量粟送到其换热器中的另一个。在 其目的是为了冷却质块时粟送热量的斯特林机器有时被称为冷却器，并且在其目的是为了 加热质块时有时被称为热粟。斯特林热粟和斯特林冷却器基本是不同术语被应用的相同机 器。两者都将热能量从一个质块传递到另一个质块。因此，当适用于基本机器时，术语冷却 器/热粟、冷却器和热粟可等效地使用。因为斯特林机器可W是发动机（原动机），或冷却 器/热粟，所W术语斯特林机器一般用来包括斯特林发动机和斯特林冷却器/热粟。其 基本上是能够将能量在两种类型的能量（机械能和热能）之间任意转换的相同换能器。 类似地，电线性电机（motor)和电线性发电机（alternator)是相同基本装置。它 们具有定子，其一般具有电枢绕组；和往复构件，其包括一个或多个磁铁，其通常是永久磁 铁。线性电机/交流发电机可由原动机机械地往复驱动W操作为发电机操作W产生电力或 可通过交流电力源驱动W作为提供机械往复式输出的电机操作。因此，术语线性电机/交 流发电机可用来指该种基本机电装置。 由于上述操作对偶性（化ality)，作为发动机操作的斯特林机器可用于驱动线性 交流发电机且线性电机可用于驱动在热粟模式下操作的斯特林机器。在该两种情况下，斯 特林机器的动力活塞通常直接连接到线性电机或交流发电机的往复运动构件，使得它们作 为单元往复运动。此外，直线电机和斯特林发动机可用于驱动其它负载，诸如用于例如在冰 箱中压缩气体或用于粟送流体的压缩机的活塞。 本专利技术的该描述涉及用于主动平衡器的驱动电机。由驱动电机驱动的主动平衡器 在现有技术中是公知的。线性电机特别适合于与同本专利技术一起使用的主动平衡器一起使 用，但本专利技术可适用于驱动主动平衡器的其它电机。 与本专利技术的连施例一起体巧的现有巧术 本专利技术的所有实施例与本专利技术旨在最小化振动的主振动机器一起使用。主振动机 器通常具有控制系统，其控制主振动机器的运动。与主振动机器的主控制系统相关联来描 述并示出本专利技术的实施例。然而，本专利技术不限于所示的振动机器或它们的控制系统。本发 明与主振动机器及其控制系统之间的唯一必要联系是主动平衡器必须机械地连接到主振 动机器W便将制衡力施加到该主振动机器，并且本专利技术使用振动传感器，其也机械地连接 到主振动机器W便感测其振动。因为主动平衡器机械地连接到主振动机器，传感器可连接 到主动平衡器来感测振动。 图1、图3、图4和图5都包括现有技术的主要控制系统。图1示出本专利技术的基本 原理。现代现有技术的控制系统利用数字处理器，诸如微处理器、微控制器或数字信号处理 器值SP)。如本领域技术人员已知的，通常在通过由数字处理器执行的控制算法对信号进 行数学运算的方面来描述数字控制电路操作。信号包括W数字数据格式的模拟信号的表 示。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于平衡在基本操作频率下操作的主振动机器的振动的方法，所述主振动机器机械地耦接到由驱动电机驱动的主动振动平衡器，所述方法在所述基本操作频率且在所述基本操作频率的任何谐波下最小化耦接的主机器和平衡器的振动，且包括：(a)感测所述耦接的主机器和平衡器的振动以提供代表所感测的振动的感测振动信号；(b)通过利用用于所述基本操作频率和用于选定的谐波频率的自适应滤波器的自适应滤波算法处理所感测的振动信号来产生用于所述基本操作频率和用于所述基本操作频率的至少一个选定的谐波频率的平衡信号，所述自适应滤波算法具有所述基本操作频率和每个选定的谐波频率下的参考输入；以及(c)对所产生的平衡信号求和并将求和的信号施加于所述主动振动平衡器驱动电机，并由此利用与在所述基本操作频率和每个选定的谐波频率下的所述振动相反的、用于所述基本操作频率和用于每个选定谐波频率的驱动电压分量来驱动所述驱动电机。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.16 US 13/549,7121. 一种用于平衡在基本操作频率下操作的主振动机器的振动的方法，所述主振动机器 机械地耦接到由驱动电机驱动的主动振动平衡器，所述方法在所述基本操作频率且在所述 基本操作频率的任何谐波下最小化耦接的主机器和平衡器的振动，且包括： (a) 感测所述耦接的主机器和平衡器的振动以提供代表所感测的振动的感测振动信 号； (b) 通过利用用于所述基本操作频率和用于选定的谐波频率的自适应滤波器的自适应 滤波算法处理所感测的振动信号来产生用于所述基本操作频率和用于所述基本操作频率 的至少一个选定的谐波频率的平衡信号，所述自适应滤波算法具有所述基本操作频率和每 个选定的谐波频率下的参考输入；以及 (c) 对所产生的平衡信号求和并将求和的信号施加于所述主动振动平衡器驱动电机， 并由此利用与在所述基本操作频率和每个选定的谐波频率下的所述振动相反的、用于所述 基本操作频率和用于每个选定谐波频率的驱动电压分量来驱动所述驱动电机。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，产生用于所述基本操作频率和用于每个选定谐 波频率的谐波平衡信号的步骤还包括： (i )在所述基本操作频率和每个选定谐波频率下产生...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊齐基尔·S·霍利迪，
申请(专利权)人：神宝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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