一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，包括，S1：构建相互垂直的X方向和Y方向；S2：控制转子从停止状态加速至转速最大状态；S3：周期性采集转子两端的位移量，并记录偏移方向与坐标轴方向的夹角；S4：将转子两端的位移量进行分解，对两端的分解量进行运算得到同向分量；S5：以振动位移量同向分量之和最大的时刻对应的转动频率作为转子的固有频率。本发明专利技术还提供了转子固有频率识别系统。本发明专利技术的优点在于：采集转子两端在转动振动下的位移量，通过计算确定位移量最大的时刻并以对应时刻转子的振动频率作为固有频率，计算中通过谐分量分解获得两个垂直方向的振动位移量，能够精确的确定转子的固有频率。能够精确的确定转子的固有频率。能够精确的确定转子的固有频率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法和系统


[0001]本专利技术涉及转子固有频率识别
，尤其涉及一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法和系统。

技术介绍

[0002]旋转设备的转子有自身的固有频率，设备旋转时会产生一个转动频率，转动频率与设备转速有关，转动频率接近转子的固有频率时，就会产生共振，当转动频率等于转子的固有频率时，共振最为剧烈，振动达到峰值，产生共振时的转速也被称为临界转速。设备长期在共振区间运行，会造成设备损坏，影响安全运行。为了设备的安全运行，通常要求设备的工作转速避开临界转速或在升速的过程中快速通过临界区间。传统的方法是通过测量转子两端轴振随转速的变化情况来判断出转子的临界转速，通过临界转速对应的转动频率计算转子的固有频率。由于转子两端的轴承支撑刚度可能存在偏差，测量出来的转子两端的轴振就会存在偏差，根据转子两端不同轴振值计算出来的结果显然就不够精确。
[0003]公开号为CN102012259A的专利技术专利申请公开了一种电机转子固有频率快速检测装置，通过在转子上的不同位置固定传感器，在转子一端敲击转子，通过观察多个传感器的频谱信号确定固有频率，该方法虽然要求在没有其他振动的环境下进行试验，但是在敲击转子时，不可避免的将引起其他振动，最终结果将存在一定误差，影响识别精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于谐分量分解实现转子固有频率精确识别的方法和系统，以克服现有技术精度不够的缺陷。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，包括，
[0006]S1：在垂直转子轴向的平面上构建相互垂直的X方向和Y方向，原点处于转轴上；
[0007]S2：控制转子从停止状态加速至转速最大状态；
[0008]S3：周期性的检测转子轴向两端相对静止状态中心位置的位移量，并记录该位移量对应时刻偏移方向与坐标轴方向的夹角；
[0009]S4：将转子两端的位移量在X方向和Y方向分别进行分解，并对两端同一方向的分解量进行运算得到振动位移量的同向分量；
[0010]S5：以振动位移量同向分量之和最大的时刻对应的转动频率作为转子的固有频率。
[0011]优选的，步骤S3中在转子两端分别设置有至少一个电涡流传感器监测转子相对静止状态的位移量，两端电涡流传感器的采样频率相同。
[0012]优选的，所述转子两端分别设置有两个作用方向垂直的电涡流传感器。
[0013]优选的，所述转子一侧沿径向固定有朝向转子键相槽位置的电涡流探头，电涡流探头能够记录每一次检测到键相槽的时间。
[0014]优选的，步骤S3中，将转子每一周的旋转运动近似为均匀转动，根据记录的位移量的时间确定所处的圈数以及转过这一圈的时间差，计算确定位移量对应的时刻旋转扫过的角度，并根据电涡流探头所在的径向位置与坐标轴的夹角确定该位移量对应的时刻键相槽与坐标轴的夹角。
[0015]优选的，所述同向分量为转子两端振动位移量在同一方向的谐分量的平均值。
[0016]优选的，步骤S5中确定同向分量之和最大的时刻后，在电涡流探头的记录中确定其前后相邻的两次检测到键相槽的时间差，基于时间差计算出转子的临界转速n，对应的转动频率为。
[0017]本专利技术提供了一种基于谐分量分解的转子固有频率识别系统，包括，
[0018]坐标轴构建模块：在垂直转子轴向的平面上构建相互垂直的X方向和Y方向，原点处于转轴上；
[0019]转动模块：控制转子从停止状态加速至转速最大状态；
[0020]位移量采集模块：周期性的检测转子轴向两端相对静止状态中心位置的位移量，并记录该位移量对应时刻偏移方向与坐标轴方向的夹角；
[0021]位移量计算模块：将转子两端的位移量在X方向和Y方向分别进行分解，并对两端同一方向的分解量进行运算得到振动位移量的同向分量；
[0022]输出模块：以振动位移量同向分量之和最大的时刻对应的转动频率作为转子的固有频率。
[0023]优选的，所述位移量采集模块通过在转子两端分别设置的两个作用方向垂直的电涡流传感器监测转子相对静止状态的位移量，两端电涡流传感器的采样频率相同。
[0024]优选的，所述转子一侧沿径向固定有朝向转子键相槽位置的电涡流探头，电涡流探头能够记录每一次检测到键相槽的时间。
[0025]所述位移量采集模块在采集时，将转子每一周的旋转运动近似为均匀转动，根据记录的位移量的时间确定所处的圈数以及转过这一圈的时间差，计算确定位移量对应的时刻旋转扫过的角度，并根据电涡流探头所在的径向位置与坐标轴的夹角确定该位移量对应的时刻键相槽与坐标轴的夹角。
[0026]本专利技术提供的基于谐分量分解的转子固有频率识别方法和系统的优点在于：采集转子两端在转动振动下的位移量，通过计算确定位移量最大的时刻并以对应时刻转子的振动频率作为固有频率，计算中通过谐分量分解获得两个垂直方向的振动位移量，降低运算数据量，减少数据处理过程，降低误差量，能够精确的确定转子的固有频率，避免设备损坏，为使用转子的设备的故障分析提供了更加可靠的数据。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的实施例提供的基于谐分量分解的转子固有频率识别方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术的实施例提供的基于谐分量分解的转子固有频率识别方法的工作状态示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]如图1所示，本实施例提供了一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，包括：
[0031]S1：在垂直转子轴向的平面上构建相互垂直的X方向和Y方向，原点处于转轴上；
[0032]S2：控制转子从停止状态加速至转速最大状态；
[0033]S3：周期性的检测转子轴向两端相对静止状态中心位置的位移量，并记录该位移量对应时刻偏移方向与坐标轴方向的夹角；
[0034]S4：将转子两端的位移量在X方向和Y方向分别进行分解，并对两端同一方向的分解量进行运算得到振动位移量的同向分量；
[0035]S5：以振动位移量同向分量之和最大的时刻对应的转动频率作为转子的固有频率。
[0036]本实施例采集转子两端在转动振动下的位移量，通过计算确定位移量最大的时刻并以对应时刻转子的振动频率作为固有频率，计算中通过谐分量分解获得两个垂直方向的振动位移量，降低运算数据量，减少数据处理过程，降低误差量，能够精确的确定转子的固有频率，避免设备损坏，为使用转子的设备的故障分析提供了更加可靠的数据。
[0037]具体的，坐标方向的设置一般没有严格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，其特征在于：包括，S1：在垂直转子轴向的平面上构建相互垂直的X方向和Y方向，原点处于转轴上；S2：控制转子从停止状态加速至转速最大状态；S3：周期性的检测转子轴向两端相对静止状态中心位置的位移量，并记录该位移量对应时刻偏移方向与坐标轴方向的夹角；S4：将转子两端的位移量在X方向和Y方向分别进行分解，并对两端同一方向的分解量进行运算得到振动位移量的同向分量；S5：以振动位移量同向分量之和最大的时刻对应的转动频率作为转子的固有频率。2.根据权利要求1所述的一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，其特征在于：步骤S3中在转子两端分别设置有至少一个电涡流传感器监测转子相对静止状态的位移量，两端电涡流传感器的采样频率相同。3.根据权利要求2所述的一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，其特征在于：所述转子两端分别设置有两个作用方向垂直的电涡流传感器。4.根据权利要求1所述的一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，其特征在于：所述转子一侧沿径向固定有朝向转子键相槽位置的电涡流探头，电涡流探头能够记录每一次检测到键相槽的时间。5.根据权利要求4所述的一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，其特征在于：步骤S3中，将转子每一周的旋转运动近似为均匀转动，根据记录的位移量的时间确定所处的圈数以及转过这一圈的时间差，计算确定位移量对应的时刻旋转扫过的角度，并根据电涡流探头所在的径向位置与坐标轴的夹角确定该位移量对应的时刻键相槽与坐标轴的夹角。6.根据权利要求1所述的一种基于谐分量分解的转子固有频率识别方法，其特征在于：所述同向分量为转子两端振动位移量在同一方向的谐分量的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞靖，李敬豪，袁昊，陈悦，邢海波，司翔宇，
申请(专利权)人：大唐锅炉压力容器检验中心有限公司，
类型：发明
国别省市：