自供电的转轴振动主动控制系统技术方案

公开了自供电的转轴振动主动控制系统，自供电的转轴振动主动控制系统中，内壳体固定连接转轴，第一端盖可转动连接内壳体，第二端盖可转动连接内壳体，外壳体固定连接第一端盖和第二端盖，永磁体固定连接外壳体，线圈架固定安装于内壳体，励磁线圈缠绕于线圈架与永磁体产生相对运动以产生电能，加速度传感器固定连转轴以实时测量转轴的振动信号，弹性元件固定连接转轴，作动器固定连接弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，控制器电连接励磁线圈，所述控制器连接加速度传感器和作动器，功率放大器电连接于所述控制器以放大所述控制信号。

Active control system of shaft vibration with self power supply

【技术实现步骤摘要】
自供电的转轴振动主动控制系统
本技术涉及主动控制
，特别是一种自供电的转轴振动主动控制系统。
技术介绍
随着科学技术的迅猛发展，机械工业化的程度也飞速提高，现代工业生产的机械设备正逐步走向复杂化、高速化、自动化。精密的工业生产过程越来越依赖于电机和相关机械设备高效可靠、安全平稳的运作。机械振动对于大多数的工业机械/工程结构及仪器仪表是有害的，它常常是造成机械和结构恶性破坏和失效的直接原因，例如1940年美国的TacomaNarrows吊桥在中速风载下，因卡门漩涡引起桥身扭转振动和上下振动而坍塌。1972年日本海南电厂的一台66万千瓦汽轮发电机组，在试车中因发生异常振动而全机毁坏，长达51米的主轴断裂飞散，联轴节及汽轮机叶片穿透厂房飞落至百米之外。旋转机械是电力工业重要的组成部分，转子系统是其关键部件。为了防止旋转机械由振动而产生的疲劳、噪声和故障等问题，需要对转子系统的振动进行控制，实际上在各类旋转机械的转子系统上都采用了各种各样的被动抑振措施。随着现代旋转机械参数的不断提高，生产上对降低转子系统的振动，提高机组稳定性的要求与日俱增。通常人们采用诸如改进设计水平、提高制造精度及吸振隔振等手段来抑制转子的振动，实践证明收效有限，振动事故仍层出不穷，造成巨大的经济损失，因此振动主动控制技术日益收到关注和重视。随着计算机、控制理论和电子技术的发展，振动主动控制技术发展迅速，应用日广，振动主动控制较被动控制精度更高，控制更灵活，减振效果更好、适应性更强、低频控制效果好。目前关于转子系统振动主动控制方法的研究研究时间较短，相关成果较少，且大部分的的研究多偏重于理论研究，对这种控制系统的物理实现技术研究较少，目前常见的转轴振动主动控制物理实现技术主要是将传感器安装在固定转轴的支撑件上，通过将检测到的支撑件振动信号输送给控制器，控制器对转轴的振动数据进行分析处理产生控制信号，传递给作动器产生作动力，来控制转轴的振动，这种方式虽然能够在一定程度上实现转轴振动的主动控制，但是由于是一种间接测量控制的方式，时滞较大，控制效果不是很好，测量精度受支撑件刚度的影响较大，且系统结构复杂，拆装困难，成本高，实用性较差，适用范围较窄。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
为了上述问题，本技术提供了自供电的转轴振动主动控制系统，整个系统可根据实际需要选择较为合适的安装方式，安装和拆卸方便，直接安装在转轴上即可发挥作用，对转轴振动信号的检测和处理速度快，抑制效果好，能有效解决传统的转轴振动主动控制系统中存在的设备安装复杂，需要外部电源供电，布线困难，信号检测误差大，处理时间长，时滞大，振动抑制效果差等问题，能够很好的实现转轴径向振动的主动控制。本技术的目的是通过以下技术方案予以实现。一种自供电的转轴振动主动控制系统包括，内壳体，其固定连接转轴，第一端盖，其可转动连接内壳体，第二端盖，其可转动连接内壳体，外壳体，其固定连接第一端盖和第二端盖，永磁体，其固定连接所述外壳体，线圈架，其固定安装于所述内壳体，励磁线圈，其缠绕于所述线圈架与所述永磁体产生相对运动以产生电能，加速度传感器，其固定连所述转轴以实时测量所述转轴的振动信号，弹性元件，其固定连接所述转轴，作动器，其固定连接所述弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，控制器，其电连接励磁线圈，所述控制器连接加速度传感器和作动器，功率放大器，其电连接于所述控制器以放大所述控制信号。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，第一轴承和第二轴承的外端分别通过第一端盖和第二端盖固定，第一轴承的内侧通过内壳体的轴肩固定，第二轴承的内侧通过轴承固定轴套固定于内壳体，永磁体经由第一端盖和外壳体夹紧。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，所述主动控制系统还包括，作动器盖板，其设在所述作动器上，预紧螺栓，其设在所述作动器盖板以调节所述弹性元件的预紧力。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，所述主动控制系统还包括，风扇，其固定在内壳体上，进气口，其设在所述第二端盖上，出气口，其设在所述第一端盖上。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，作动器包括六个压电叠层作动器，其在圆周方向上的夹角为60°。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，所述加速度传感器包括压电式加速度传感器，所述弹性元件包括叠层弹簧，所述作动器包括压电叠层作动器。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，加速度传感器包括安装在内壳体表面上靠近第一滚动轴承的位置处的第一加速度传感器和第二加速度传感器，两个传感器在圆周方向上呈90°夹角。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，传感器固定安装在所述内壳体上，作动器固定安装在所述叠层弹簧上，随转轴一同旋转。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，所述控制器包括对比转轴振动主动控制前后的波形图以修正控制信号的修正单元。所述的自供电的转轴振动主动控制系统中，所述内壳体设有支撑作动器盖板的凸起。与现有技术相比，本技术的有益效果是：整个系统结构简单，安装和拆卸方便，工作可靠，实用性好，适用范围广；转轴开始旋转，本技术的一种自供电的转轴振动主动控制系统便开始工作，消除转轴径向振动；整个转轴径向振动主动控制系统均随转轴同步转动，振动信号测量误差小，测量结果准确，控制器处理耗时短，执行器响应速度快，控制系统时滞小，能较好的实现转轴径向振动的主动控制。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够使得本技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是根据本技术一个实施例的自供电的转轴振动主动控制系统的结构示意图。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图1更详细地描述本技术的具体实施例。虽然附图中显示了本技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。...

【技术保护点】
1.一种自供电的转轴振动主动控制系统，其特征在于，其包括，/n内壳体，其固定连接转轴，/n第一端盖，其可转动连接内壳体，/n第二端盖，其可转动连接内壳体，/n外壳体，其固定连接第一端盖和第二端盖，/n永磁体，其固定连接所述外壳体，/n线圈架，其固定安装于所述内壳体，/n励磁线圈，其缠绕于所述线圈架与所述永磁体产生相对运动以产生电能，/n加速度传感器，其固定连所述转轴以实时测量所述转轴的振动信号，/n弹性元件，其固定连接所述转轴，/n作动器，其固定连接所述弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，/n控制器，其电连接励磁线圈，所述控制器连接加速度传感器和作动器，/n功率放大器，其电连接于所述控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种自供电的转轴振动主动控制系统，其特征在于，其包括，
内壳体，其固定连接转轴，
第一端盖，其可转动连接内壳体，
第二端盖，其可转动连接内壳体，
外壳体，其固定连接第一端盖和第二端盖，
永磁体，其固定连接所述外壳体，
线圈架，其固定安装于所述内壳体，
励磁线圈，其缠绕于所述线圈架与所述永磁体产生相对运动以产生电能，
加速度传感器，其固定连所述转轴以实时测量所述转轴的振动信号，
弹性元件，其固定连接所述转轴，
作动器，其固定连接所述弹性元件使得施加的作用力经由弹性元件作用于转轴，
控制器，其电连接励磁线圈，所述控制器连接加速度传感器和作动器，
功率放大器，其电连接于所述控制器。


2.如权利要求1所述的自供电的转轴振动主动控制系统，其中，第一轴承和第二轴承的外端分别通过第一端盖和第二端盖固定，第一轴承的内侧通过内壳体的轴肩固定，第二轴承的内侧通过轴承固定轴套固定于内壳体，永磁体经由第一端盖和外壳体夹紧。


3.如权利要求1所述的自供电的转轴振动主动控制系统，其中，所述主动控制系统还包括，
作动器盖板，其设在所述作动器上，
预紧螺栓，其设在所述作动器盖板以调节所述弹性元件的预紧力。


4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金鑫，张骞，乔百杰，杨亮东，陈雪峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61