轴承检测方法、检测系统、燃气轮机启动方法、启动系统技术方案

本发明专利技术提供一种轴承检测方法、检测系统、燃气轮机启动方法、启动系统，其中轴承检测方法包括：启动转子，使其沿第一方向以第一转速转动，其中，第一方向为转子正常运行时旋转的方向，第一转速为标定值；获取第一扭矩，其中第一扭矩为转子沿第一方向以第一转速转动时的输出扭矩；判断第一扭矩与扭矩阈值，其中，扭矩阈值为标定值，若第一扭矩小于扭矩阈值，判定为轴承无故障。本发明专利技术能的检测方法够在燃机启动阶段确保空气轴承的良好运行，防止在未知空气轴承存在故障的情况下贸然加速燃机，可能导致的转子与控制轴承间的摩擦力过大而转子无法加速的情形，甚至造成转子损坏或燃机其他部件损坏的严重后果。

Bearing detection method, detection system, gas turbine startup method and startup system

【技术实现步骤摘要】
轴承检测方法、检测系统、燃气轮机启动方法、启动系统
本专利技术涉及轴承技术相关领域，尤其涉及一种轴承检测方法、检测系统、燃气轮机启动方法、启动系统。
技术介绍
空气轴承是利用空气弹性垫来起支撑作用的一种轴承。与其他类型的轴承相比，空气轴承有如下优势：空气的粘度很小，导致摩擦损耗小，发热变形小；操作简单、成本低、可靠性高、维护简单，并且避免了润滑又供应和过滤系统的耗能。因此空气轴承很适合应用在超精密和超高速旋转轴的应用场合，例如应用在微型燃气轮机中。空气轴承能正常运行形成压力空气膜以将燃机转子支撑起来，是燃机能成功启动的前提条件。在燃机启动阶段，若空气轴承损坏或转子轴弯曲变形，无法形成压力空气膜将燃机转子支撑起，则可能导致转子与控制轴承间的摩擦力过大而转子无法加速的情形，若强行拖转转子加速，甚至造成转子损坏或燃机其他部件损坏的严重后果。因此，对于采用空气轴承的转子系统，在其启动阶段对空气轴承进行检测，确保轴承能够成功将转子支撑起来，并且在轴承发生故障的情况下能将故障及时上报是本领域技术人员亟需解决的一项技术问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种轴承检测方法、检测系统、燃气轮机启动方法、启动系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种轴承检测方法，用于支撑转子的空气轴承或空气轴承与磁悬浮轴承二者组成的混合轴承在转子启动时的故障检测，所述方法包括：启动转子，使其沿第一方向以第一转速转动，其中，第一方向为转子正常运行时旋转的方向，第一转速为标定值；r>获取第一扭矩，其中第一扭矩为转子沿第一方向以第一转速转动时的输出扭矩；判断第一扭矩与扭矩阈值，其中，扭矩阈值为标定值，若第一扭矩小于扭矩阈值，判定为轴承无故障。进一步的，在判断第一扭矩与扭矩阈值时，若第一扭矩大于或等于扭矩阈值，对轴承进一步检测，其中，进一步检测方法包括：控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动，其中，第二方向为与第一方向相反的方向，第二转速为标定值；获取换向时间，其中，换向时间为转子换向的时刻至转子沿第二方向达到以第二转速转动的时刻的时长，判断换向时间与换向时间阈值，其中，换向时间阈值为标定值，若换向时间大于或等于换向时间阈值，判定为轴承存在故障。进一步的，在判断第一扭矩与扭矩阈值时，若第一扭矩大于或等于扭矩阈值，对轴承进一步检测，其中，进一步检测方法包括：控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动，其中，第二方向为与第一方向相反的方向，第二转速为标定值；获取第二扭矩，其中，第二扭矩为转子沿第二方向以第二转速转动时的输出扭矩；判断第二扭矩与扭矩阈值，其中，扭矩阈值均为标定值，若第二扭矩大于或等于扭矩阈值，判定为轴承存在故障。进一步的，在判断第一扭矩与扭矩阈值时，若第一扭矩大于或等于扭矩阈值，对轴承进一步检测，其中，进一步检测方法包括：控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动，其中，第二方向为与第一方向相反的方向，第二转速为标定值；获取换向时间、第二扭矩，其中，换向时间为转子换向的时刻至转子沿第二方向达到以第二转速转动的时刻的时长，第二扭矩为转子沿第二方向以第二转速转动时的输出扭矩；判断换向时间与换向时间阈值、第二扭矩与扭矩阈值，其中，换向时间阈值、扭矩阈值均为标定值，若换向时间小于换向时间阈值，且第二扭矩小于扭矩阈值，判定为轴承无故障，否则判定为轴承存在故障。进一步的，所述控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动的方法包括：首先将转子降速为零，再控制转子反向旋转升速至第二转速，进一步的，所述获取第一扭矩、第二扭矩的方法包括：转子为电机转子时，基于反馈的电压和电流值，确定转子输出扭矩t1：t1＝P机/ω(1)其中，P机为转子输出的机械功率，P电为电机电功率，ω为角速度，相电流I相和线电流I线相等。进一步的，所述获取第一扭矩、第二扭矩的方法包括：转子为电机转子时，基于反馈的电压和电流值，确定转子输出扭矩t1：t1＝P机/ω(1)其中，P机为转子输出的机械功率，P电为电机电功率，ω为角速度，相电流I相和线电流I线相等，η为电机电能转化为机械能的效率，为估算值。根据本专利技术的另一方面，提供一种轴承检测系统，用于支撑转子的空气轴承或空气轴承与磁悬浮轴承二者组成的混合轴承在转子启动时的故障检测，所述检测系统利用上述的轴承检测方法检测转子启动时的轴承故障。根据本专利技术的另一方面，提供一种燃气轮机启动方法，所述燃气轮机使用有空气轴承或空气轴承和磁悬浮轴承二者组成的混合轴承所述方法包括：在燃气轮机启动时，利用上述的轴承检测方法检测轴承是否存在故障，若轴承无故障，进入燃气轮机升速阶段，否则报告故障，关闭燃气轮机。根据本专利技术的另一方面，提供一种燃气轮机启动系统，所述燃气轮机使用有空气轴承或空气轴承和磁悬浮轴承二者组成的混合轴承，在燃气轮机启动时，所述启动系统利用上述的轴承检测方法检测轴承是否存在故障，若轴承无故障，进入燃气轮机升速阶段，否则报告故障，关闭燃气轮机。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术能的检测方法、检测系统够在使用空气轴承或空气轴承与磁悬浮轴承二者组成的混合轴承的转子系统启动阶段确保空气轴承或者混合轴承的良好运行，防止在未知空气轴承或混合轴承存在故障的情况下贸然加速转子系统，可能导致的转子与轴承间的摩擦力过大而转子无法加速的情形，甚至造成转子损坏或系统其他部件损坏的严重后果。2、本专利技术的燃气轮机启动方法、启动系统能够保证燃气轮机的稳定启动，能有有效防止燃气轮机转子与轴承间的摩擦力过大造成转子损坏或燃气轮机其他部件损坏的严重后果，本专利技术的燃气轮机启动方法、启动系统简单可靠，基于现有的硬件即可检测，无需增加额外的检测机构。附图说明图1为本专利技术实施例中燃气轮机发电机组转子轴承支撑方案示意图。图2为本专利技术实施例中轴承检测流程图。图3为本专利技术实施例中充电系统结构原理图。图4为本专利技术实施例中采用多个充电枪的充电系统结构原理图。图5为本专利技术实施例中能量源结构原理图。图6为本专利技术实施例中充电方法总流程图。图7为本专利技术实施例中燃气轮机启动流程图。图8为本专利技术实施例中燃气轮机关闭流程图。图9为本专利技术实施例中功率分配流程图。图10为本专利技术实施例中能量源的输出功率确定方法流程图。图11为本专利技术实施例中贡献系数确定方法流程图。图12为本专利技术实施例中多模式充电方法流程图。图13为本专利技术实施例中储能模块补电流程图。具体实施方式为了更好的了解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本专利技术作进一步说明。请参照图1，为本专利技术实施例中提供的一种燃气轮机发电机组转子的轴承支撑方案示意图。图示中，附图标记分别为：1、1号空气轴承；2、2号空气轴承；3、转子；4、涡轮机；5、压缩机；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承检测方法，用于支撑转子的空气轴承或空气轴承与磁悬浮轴承二者组成的混合轴承在转子启动时的故障检测，其特征在于，所述方法包括：/n启动转子，使其沿第一方向以第一转速转动，其中，第一方向为转子正常运行时旋转的方向，第一转速为标定值；/n获取第一扭矩，其中第一扭矩为转子沿第一方向以第一转速转动时的输出扭矩；/n判断第一扭矩与扭矩阈值，其中，扭矩阈值为标定值，若第一扭矩小于扭矩阈值，判定为轴承无故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴承检测方法，用于支撑转子的空气轴承或空气轴承与磁悬浮轴承二者组成的混合轴承在转子启动时的故障检测，其特征在于，所述方法包括：
启动转子，使其沿第一方向以第一转速转动，其中，第一方向为转子正常运行时旋转的方向，第一转速为标定值；
获取第一扭矩，其中第一扭矩为转子沿第一方向以第一转速转动时的输出扭矩；
判断第一扭矩与扭矩阈值，其中，扭矩阈值为标定值，若第一扭矩小于扭矩阈值，判定为轴承无故障。


2.根据权利要求1所述的一种轴承检测方法，其特征在于，在判断第一扭矩与扭矩阈值时，若第一扭矩大于或等于扭矩阈值，对轴承进一步检测，其中，进一步检测方法包括：
控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动，其中，第二方向为与第一方向相反的方向，第二转速为标定值；
获取换向时间，其中，换向时间为转子换向的时刻至转子沿第二方向达到以第二转速转动的时刻的时长，
判断换向时间与换向时间阈值，其中，换向时间阈值为标定值，若换向时间大于或等于换向时间阈值，判定为轴承存在故障。


3.根据权利要求1所述的一种轴承检测方法，其特征在于，在判断第一扭矩与扭矩阈值时，若第一扭矩大于或等于扭矩阈值，对轴承进一步检测，其中，进一步检测方法包括：
控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动，其中，第二方向为与第一方向相反的方向，第二转速为标定值；
获取第二扭矩，其中，第二扭矩为转子沿第二方向以第二转速转动时的输出扭矩；
判断第二扭矩与扭矩阈值，其中，扭矩阈值均为标定值，若第二扭矩大于或等于扭矩阈值，判定为轴承存在故障。


4.根据权利要求1所述的一种轴承检测方法，其特征在于，在判断第一扭矩与扭矩阈值时，若第一扭矩大于或等于扭矩阈值，对轴承进一步检测，其中，进一步检测方法包括：
控制转子换向，使其沿第二方向以第二转速转动，其中，第二方向为与第一方向相反的方向，第二转速为标定值；
获取换向时间、第二扭矩，其中，换向时间为转子换向的时刻至转子沿第二方向达到以第二转速转动的时刻的时长，第二扭矩为转子沿第二方向以第二转速转动时的输出扭矩；
判断换向时间与换向...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：至玥腾风科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11