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转子动平衡时,常用的方法往往需要通过多次试车才能确定校正质量,费时又费力,这对大型转子尤为突出。人们一直希望能通过转子运转状态下获得的振动信息经济、快捷地识别出转子的不平衡量,但尚未有成熟可行的方法。在这种背景下,本文在前人研究的基础上继续新的探索,以使转子不平衡量的识别可以在线进行,从而实现无试转的转子现场动平衡。为此,本文对这一领域的近期研究成果进行了研究学习,并在以下几方面作了进一步的研究工作: 1.基于电磁轴承(AMB)结构,改进了可控电磁激振器(AME)的设计方法和功率放大器的设计方法,改进了AME磁性材料的选用,使之具有较大的工作电流、较大的饱和磁感应强度和较小的体积,提出了可供实验室采用的电磁力标定方法。 2.推导了AME电磁力非线性误差公式,提出了采用数值积分手段进行转子—激振器系统仿真研究的新方法,解决了不平衡振动与电磁激励振动相互耦合的非线性系统的仿真分析问题,使得AME/AMB的非线性特性分析更为准确和方便。通过仿真和实验研究明确了各种因素对AME非线性特性的影响规律,并发现了不同频率振动对参数识别输入量(相应于激励频率的电磁力分量)的影响,提出了AME合理的工作参数范围。 3.根据采用达朗伯原理结合利茨法建立的转子动力学方程,提出了基于电磁激振在线识别转子支承系数的新方法。该方法改变了通常需要改变转速获取振动信息的做法,避免了支承系数随转速变化带来的识别困难,同时在转子系统建模过程中,采用了三次多项式作为瑞利函数,将轴作为连续梁处理,比有限元法更为准确。 4.提出了转子支承处无测点时的参数识别方法,这种新的方法改善了通常采用的用支承附近测点近似代替的方法带来的识别精度低下的问题,仿真和实验表明这一方法具有较为满意的识别效果。 浙江人学博士学位论文 5.在识别得到转子支承系数的基础上,提出了柔性转子不平衡量识别方法,该方法以模态平衡为基本思想,识别时不需要改变转子的工作转速。出于一次识别平衡了主要的低阶不平衡量,因而平衡后即使转速变化了,依然能保持良好的平衡精度,仿真研究表明当支承系数随转速变化而有较大变化时,识别结果也依然能满足在感兴趣范围内一次性实现全速动平衡要求。 6.设计研制了转于一可控电磁激振器实验系统,开发了激励一测试工作软件,提出了数据采集以后的信号整定方法,保证了DFT的准确性。进行了转子支承系数和不平衡量的实验识别,并通过固有频率和频响曲线实验验证了识别方法的有效性。