ГОСТ Р ИСО 14839-3 — 2013
3 Предварительные исследования
Прежде всего необходимо исследовать характеристики демпфирования и устойчивости
системы «ротор - АМП» для всех возможных режимов ее работы. Это исследование состоит из двух
частей.
Во-первых, следует оценить поведение системы (через ее модальные чувствительности или
модальные коэффициенты демпфирования) при разгоне ротора. Указанные характеристики
определяют для всех собственных частот во всем диапазоне рабочих частот вращения ротора.
Собственные частоты оценивают по вибрационному отклику системы в окрестностях критических
частот вращения.
В примере, показанном на рисунке 1. кривая изменения амплитуды вибрации, обусловленной
дисбалансом ротора, имеет три пика, соответствующих двум модам жесткого ротора и первой
изгибной моде гибкого ротора. Ширина каждого пика определяется модальным коэффициентом
демпфирования или добротностью. Требования к демпфированию системы «ротор - АМП» на
резонансе устанавливает ИСО 10814. и в настоящем стандарте они не рассматриваются.
X
X- частота вращения ротора; Y- амплитуда вибрации
Рисунок 1- Оценха модальногодемпфирования
Задачей второй части исследования является определение способности системы управления
обеспечить устойчивость поведения ротора на номинальной частоте вращения. При решении этой
задачи определяются допустимые границы изменений в системе «ротор - АМП» (например,
изменение коэффициента усиления из-за смещения датчика при изменении температуры) и сил,
действующих на ротор (например, обусловленных дисбалансом или приводящих к появлению
высших гармоник). Существуют разные характеристики устойчивости (по модулю, по фазе, по
диаграмме Найквиста, по функции чувствительности и т. п.), на основе которых может быть
определен запас устойчивости системы.
4 Принцип работы систем с обратной связью
4.1Передаточные функции замкнутой и разомкнутой систем управления
Активные магнитные подшипники поддерживают ротор без механического контакта с ним. как
показано на рисунке 2. Обычно они расположены по обоим концам вала (стороны 1 и 2). включают в
себя датчик перемещения и страхующий подшипник качения. Радиальные оси управления на стороне 1
обозначены
л,
и v ,, на стороне 2 -
х2
и
у2-
Ось управления, совпадающая с осью вала,
обозначена
z
. Обычно управление системой «ротор - АМП» осуществляют по указанным пяти осям.
Пример системы управления показан на рисунке 3.
Из рисунков 2 и 3 видно, что каждый датчик перемещения контролирует смещение цапфы
вала в одном радиальном направлении вблизи подшипниковой опоры. Сигнал с датчика
обеспечивает обратную связь в системе управления. Данные об отклонении положения ротора от
центра АМП поступают в контроллер АМП. Выходной сигнал контроллера управляет работой
усилителей мощности, т. е. током в катушках управления и в конечном счете магнитной силой.
2