CN105180860B - 一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法 - Google Patents
一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法,属于汽轮机转子检测技术领域。本发明是为了解决汽轮机转子跳动值测量时间长,进而导致资源限制的问题。本发明所述的本发明所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法,利用转子盘动机构让转子盘动起来,然后利用基准数据建立坐标系,再将基准点数据代入坐标系中,利用上位机分析系统直接获得偏差值。本发明适用于汽轮机转子跳动测量检测。
Description
技术领域
本发明属于汽轮机转子检测技术领域,尤其涉及一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法。
背景技术
依据汽轮机转子的使用要求及设计图纸的要求,汽轮机转子在装配制造完成后,需要对叶片在转子上装配完成后检查各处安装位置的圆周方向的跳动值,而在现在实际情况中时采用重型车床上进行检验,采用一卡一拖的结构,在重型转子车床上进行找正,在进行转子安装调整后,检查基准位置合格后利用重型转子车床使得转子转动起来,然后再在各个测量点用千分表进行接触式检查。
但是,由于在重型车床上安装转子后需要全部采用车床机构及辅助机构进行找正,并配合进行测量调整,加上整个测量跳动值的过程,整个过程需要40小时以上的时间,而且过程中不进行切削加工。
在做经济性及生产评估时,由于重型转子车床的设备每小时费用比较高,因此配合以工时定额、设备损耗、辅助材料及工艺装备费用,做一次该项检查需要很大一笔费用,而且由于这种重型车床都是属于高精尖的设备,对整体生产计划的安排也有一定的影响,使得正常转子的加工工序需要延后,对整体生产计划有一定的影响。
发明内容
本发明是为了解决汽轮机转子跳动值测量时间长,进而导致资源限制的问题,现提供一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法。
一种在线补偿式转子跳动测量系统,它包括:滚轮托架机构1、转子连接盘2、转子盘动机构3、2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5、端部传感器6、传感器采集系统7和PC上位机分析系统8;
滚轮托架机构1用于支撑汽轮机转子,转子连接盘2用于将转子盘动机构3与汽轮机转子的一端连接,
2个基准测量传感器4分别用于采集汽轮机转子电机端基准点与汽机端基准点的相位距离,多个测量点传感器5用于采集测量点不同相位的距离,端部传感器6用于采集转子轴向位移;
2个基准测量传感器4的基准信号输出端同时连接传感器采集系统7的基准信号输入端,多个测量点传感器5的测量信号输出端同时连接传感器采集系统7的测量信号输入端,端部传感器6的端部信号输出端连接传感器采集系统7的端部信号输入端,传感器采集系统7的数字信号输出端连接PC上位机分析系统8的数字信号输入端;
PC上位机分析系统8包括以下软件实现的单元:
偏差判断单元:实时采集传感器采集系统7转换的端部传感器数字信号,判断端部传感器数字信号偏差是否小于0.02;
基准点信号采集单元:在端部传感器数字信号偏差小于0.02并稳定10分钟后,汽轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号,分别记为:ak、bk、ck、dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号,且该4个点两两相差90°,将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号,共采集N组基准信号,其中N>20,k=1,2,…,N;
平均值计算单元:根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均值:
其中,Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-b为b点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值;
单端基准圆的中心位置获得单元:利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心,利用b点处的基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d点偏差值的中心,将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标,将b、d点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标,进而确定单端基准圆的中心位置坐标;
理想中心线坐标系获得单元:利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建理想中心线坐标系;
测量点信号采集单元:汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号,分别记为:Ak、Bk、Ck、Dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的测量信号,且该4个点两两相差90°;
偏差值获得单元:将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系下,获得每个测量点的偏差值。
一种在线补偿式转子跳动测量方法,该方法是基于下述装置实现的:
所述装置包括:滚轮托架机构1、转子连接盘2、转子盘动机构3、2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5和端部传感器6;
滚轮托架机构1用于支撑汽轮机转子,转子连接盘2用将转子盘动机构3与汽轮机转子的一端连接,
2个基准测量传感器4分别用于采集汽轮机转子电机端基准点与汽机端基准点的相位距离,多个测量点传感器5用于采集测量点不同相位的距离,端部传感器6用于采集转子轴向位移;
所述方法包括以下步骤:
盘动步骤:利用转子盘动机构3带动汽轮机转子旋转;
模数转换步骤:用于将2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5和端部传感器6获得的模拟信号转换为数字信号;
偏差判断步骤:实时采集端部传感器数字信号,判断端部传感器数字信号偏差是否小于0.02;
基准点信号采集步骤:在端部传感器数字信号偏差小于0.02并稳定10分钟后,汽轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号,分别记为:ak、bk、ck、dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号,且该4个点两两相差90°,将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号,共采集N组基准信号,其中N>20,k=1,2,…,N;
平均值计算步骤:根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均值:
其中,Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-b为b点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值;
单端基准圆的中心位置获得步骤:利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心,利用b点处的基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d点偏差值的中心,将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标,将b、d点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标,进而确定单端基准圆的中心位置坐标;
理想中心线坐标系获得步骤:利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建理想中心线坐标系;
测量点信号采集步骤:汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号,分别记为:Ak、Bk、Ck、Dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的测量信号,且该4个点两两相差90°;
偏差值获得步骤:将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系下,获得每个测量点的偏差值。
本发明所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法,能够在汽轮机转子盘动的同时采集获得转子测量点的偏差值,即转子跳动状态,时间短,测量速度快,精度高。能够节省重型转子车床的压力,更好地平衡生产,避免传统测量时的诸多限制问题,最终获得一体化的输出的测量结果。
附图说明
图1为一种在线补偿式转子跳动测量系统工作时的结构示意图;
图2为一种在线补偿式转子跳动测量系统的电气原理图;
图3为具体实施方式二所述的非接触式电涡流传感器在工作时的结构示意图;
图4为非接触式电涡流传感器布置在汽轮机转子上时的整体示意图;
图5为非接触式电涡流传感器布置在汽轮机转子上时的转子横截面示意图;
图6为具体实施方式三所述的传感器采集系统的具体电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:参照图1和图2具体说明本实施方式,本实施方式所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统,它包括:滚轮托架机构1、转子连接盘2、转子盘动机构3、2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5、端部传感器6、传感器采集系统7和PC上位机分析系统8;
滚轮托架机构1用于支撑汽轮机转子,转子连接盘2用于将转子盘动机构3与汽轮机转子的一端连接,
2个基准测量传感器4分别用于采集汽轮机转子电机端基准点与汽机端的相位距离,多个测量点传感器5用于采集测量点不同相位的距离,端部传感器6用于采集转子轴向位移;
2个基准测量传感器4的基准信号输出端同时连接传感器采集系统7的基准信号输入端,多个测量点传感器5的测量信号输出端同时连接传感器采集系统7的测量信号输入端,端部传感器6的端部信号输出端连接传感器采集系统7的端部信号输入端,传感器采集系统7的数字信号输出端连接PC上位机分析系统8的数字信号输入端;
PC上位机分析系统8包括以下软件实现的单元:
偏差判断单元:实时采集传感器采集系统7转换的端部传感器数字信号,判断端部传感器数字信号偏差是否小于0.02;
基准点信号采集单元:在端部传感器数字信号偏差小于0.02并稳定10分钟后,汽轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号,分别记为:ak、bk、ck、dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号,且该4个点两两相差90°,将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号,共采集N组基准信号,其中N>20,k=1,2,…,N;
平均值计算单元:根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均值:
其中,Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-b为b点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值;
单端基准圆的中心位置获得单元:利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心,利用b点处的基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d点偏差值的中心,将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标,将b、d点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标,进而确定单端基准圆的中心位置坐标;
理想中心线坐标系获得单元:利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建理想中心线坐标系;
测量点信号采集单元:汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号,分别记为:Ak、Bk、Ck、Dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的测量信号,且该4个点两两相差90°;
偏差值获得单元:将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系下,获得每个测量点的偏差值。
本实施方式所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统为数字式、在线监测式系统,结合汽轮机转子的整体结构,采用在线测量、在线监测、实时计算采集模拟的可控方法对汽轮机转子各个位置的跳动值进行监测,为专用的汽轮机转子进行跳动监测系统,以求利用补偿计算的方法降低重型转子车床的资源浪费。
滚轮托架机构1用于支撑转子,同时保证其安全性及空间放置要求,尺寸设计及加工制造上保证转子转动时不会有太大的偏摆;转子连接盘2用于联接汽轮机转子与转子盘动机构,具有柔性联轴器的作用;转子盘动机构3用于带动转子旋转,以检测360°范围内不同相位的距离关系;2个基准测量传感器4用于检测基准位置点不同相位的距离关系;多个测量点传感器5用于检测测量位置点不同相位的距离关系;传感器采集系统7用于采集各个基准传感器的距离信号并进行数模变换后转换为PC上位机可以分析的数字信号;PC上位机分析系统8用于收集各个位置点的数字型号后,转换为函数关系并依据对应软件进行位置关系分析,并汇总各个数据后输出为需要的报告格式。
依据汽轮机间隙管理办法,需要对转子与静子相对间隙进行管理,控制好这些间隙才能保证气流做功的效率且保证动静不相碰,测量点一般选择在精加工后的汽轮机转子动叶片的叶顶部位。多个测量点传感器5则测量这些测量点不同相位的距离。
在转子被转子盘动机构3盘动起来后,2个基准测量传感器4得到的数值应该是一致的,即偏差是零,因此需要建立对应的函数关系,对两个数值进行互补,通过不同相位的位置测量,就可以得出在基准位置点的中心点,两侧基准传感器均得到该中心点后,即可得到转子的理论中心线,也就可以建立一个转子大地坐标系。在该坐标系下,转子是在进行着一个旋转运动,因此在新坐标系下测量点的运动情况就可以作为一个转子跳动值放映,在PC上位机分析系统内进行确定后,即可得出相关的报告。
本实施方式机械结构与重型车床机械结构的原理趋近,本装置属于一种专门用于转子跳动监测的系统,故省去了重型车床的滑轨、刀架等很多的结构,两个滚轮支架功能上相当于一套车床的一卡一拖的系统。
具体实施方式二:参照图3具体说明本实施方式,本实施方式是对具体实施方式一所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统作进一步说明,本实施方式中,所述2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5和端部传感器6均为非接触式电涡流传感器9-2,
所述一种在线补偿式转子跳动测量系统还包括:传感器支撑架9-1;
传感器支撑架9-1用于支撑非接触式电涡流传感器9-2的检测端,传感器支撑架9-1和该检测端之间设有传感器屏蔽层9-3,传感器支撑架9-1与被测面9-4之间留有空隙。
本实施方式所述的传感器采用非接触式电涡流传感器,并配套设计对应的传感器支架及用于保证信号传输的屏蔽层。
在实际应用时,传感器的布置除了按照在汽轮机转子轴向的位置要求布置外,在测量点是采用90°布置传感器的,其结构如图4和图5所示,要求被测轴的直径大于探头直径的三倍以上,同时避免把传感器安装在不显示任何振动的结点上。每个测点应同时安装两个传感器探头,两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°±5°。通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°,从转子轴的端面看,分别定义为X探头(水平方向)和Y探头(垂直方向),水平方向在垂直中心线的右侧,垂直方向在垂直中心线的左侧。
具体实施方式三:参照图6具体说明本实施方式,本实施方式是对具体实施方式一所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统作进一步说明,本实施方式中,传感器采集系统7包括:前置放大电路7-1、峰值检波器7-2、滤波放大电路7-3和模数转换电路7-4;
前置放大电路7-1的信号输入端同时作为传感器采集系统7的基准信号输入端、测量信号输入端和端部信号输入端,模数转换电路7-4的数字信号输出端作为传感器采集系统7的数字信号输出端;
前置放大电路7-1的放大信号输出端连接峰值检波器7-2的信号输入端,峰值检波器7-2的峰值信号输出端连接滤波放大电路7-3的峰值信号输入端,滤波放大电路7-3的放大信号输出端连接模数转换电路7-4的模拟信号输入端。
具体实施方式四:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统作进一步说明,本实施方式中,单端基准圆的中心位置获得单元中,
根据下式获得a、c点偏差值的中心X:
X=|Arg-a|-|Arg-c|,
根据下式获得b、d点偏差值的中心Y:
Y=|Arg-b|-|Arg-d|。
具体实施方式五:本实施方式所述的一种在线补偿式转子跳动测量方法,该方法是基于下述装置实现的:
所述装置包括:滚轮托架机构1、转子连接盘2、转子盘动机构3、2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5和端部传感器6;
滚轮托架机构1用于支撑汽轮机转子,转子连接盘2用将转子盘动机构3与汽轮机转子的一端连接,
2个基准测量传感器4分别用于采集汽轮机转子电机端基准点与汽机端的相位距离,多个测量点传感器5用于采集测量点不同相位的距离,端部传感器6用于采集转子轴向位移;
所述方法包括以下步骤:
盘动步骤:利用转子盘动机构3带动汽轮机转子旋转;
模数转换步骤:用于将2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5和端部传感器6获得的模拟信号转换为数字信号;
偏差判断步骤:实时采集端部传感器数字信号,判断端部传感器数字信号偏差是否小于0.02;
基准点信号采集步骤:在端部传感器数字信号偏差小于0.02并稳定10分钟后,汽轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号,分别记为:ak、bk、ck、dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号,且该4个点两两相差90°,将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号,共采集N组基准信号,其中N>20,k=1,2,…,N;
平均值计算步骤:根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均值:
其中,Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-b为b点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值;
单端基准圆的中心位置获得步骤:利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心,利用b点处的基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d点偏差值的中心,将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标,将b、d点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标,进而确定单端基准圆的中心位置坐标;
理想中心线坐标系获得步骤:利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建理想中心线坐标系;
测量点信号采集步骤:汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号,分别记为:Ak、Bk、Ck、Dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的测量信号,且该4个点两两相差90°;
偏差值获得步骤:将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系下,获得每个测量点的偏差值。
具体实施方式六:本实施方式是对具体实施方式五所述的一种在线补偿式转子跳动测量方法作进一步说明,本实施方式中,单端基准圆的中心位置获得步骤中,
根据下式获得a、c点偏差值的中心X:
X=|Arg-a|-|Arg-c|,
根据下式获得b、d点偏差值的中心Y:
Y=|Arg-b|-|Arg-d|。
Claims (6)
1.一种在线补偿式转子跳动测量系统,其特征在于,它包括:滚轮托架机构(1)、转子连接盘(2)、转子盘动机构(3)、2个基准测量传感器(4)、多个测量点传感器(5)、端部传感器(6)、传感器采集系统(7)和PC上位机分析系统(8);
滚轮托架机构(1)用于支撑汽轮机转子,转子连接盘(2)用于将转子盘动机构(3)与汽轮机转子的一端连接,
2个基准测量传感器(4)分别用于采集汽轮机转子电机端基准点的相位距离与汽机端基准点的相位距离,多个测量点传感器(5)用于采集测量点不同相位的距离,端部传感器(6)用于采集转子轴向位移;
2个基准测量传感器(4)的基准信号输出端同时连接传感器采集系统(7)的基准信号输入端,多个测量点传感器(5)的测量信号输出端同时连接传感器采集系统(7)的测量信号输入端,端部传感器(6)的端部信号输出端连接传感器采集系统(7)的端部信号输入端,传感器采集系统(7)的数字信号输出端连接PC上位机分析系统(8)的数字信号输入端;
PC上位机分析系统(8)包括以下单元:
偏差判断单元:实时采集传感器采集系统(7)转换的端部传感器数字信号,判断端部传感器数字信号偏差是否小于0.02;
基准点信号采集单元:在端部传感器数字信号偏差小于0.02并稳定10分钟后,汽轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号,分别记为:ak、bk、ck、dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号,且该4个点两两相差90°,将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号,共采集N组基准信号,其中N>20,k=1,2,…,N;
平均值计算单元:根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均值:
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其中,Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-b为b点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值;
单端基准圆的中心位置获得单元:利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心,利用b点处的基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d点偏差值的中心,将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标,将b、d点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标,进而确定单端基准圆的中心位置坐标;
理想中心线坐标系获得单元:利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建理想中心线坐标系;
测量点信号采集单元:汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号,分别记为:Ak、Bk、Ck、Dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的测量信号,且该4个点两两相差90°;
偏差值获得单元:将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系下,获得每个测量点的偏差值。
2.根据权利要求1所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统,其特征在于,所述2个基准测量传感器(4)、多个测量点传感器(5)和端部传感器(6)均为非接触式电涡流传感器(9-2),
所述一种在线补偿式转子跳动测量系统还包括:传感器支撑架(9-1);
传感器支撑架(9-1)用于支撑非接触式电涡流传感器(9-2)的检测端,传感器支撑架(9-1)和该检测端之间设有传感器屏蔽层(9-3),传感器支撑架(9-1)与被测面(9-4)之间留有空隙。
3.根据权利要求1所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统,其特征在于,传感器采集系统(7)包括:前置放大电路(7-1)、峰值检波器(7-2)、滤波放大电路(7-3)和模数转换电路(7-4);
前置放大电路(7-1)的信号输入端同时作为传感器采集系统(7)的基准信号输入端、测量信号输入端和端部信号输入端,模数转换电路(7-4)的数字信号输出端作为传感器采集系统(7)的数字信号输出端;
前置放大电路(7-1)的放大信号输出端连接峰值检波器(7-2)的信号输入端,峰值检波器(7-2)的峰值信号输出端连接滤波放大电路(7-3)的峰值信号输入端,滤波放大电路(7-3)的放大信号输出端连接模数转换电路(7-4)的模拟信号输入端。
4.根据权利要求1所述的一种在线补偿式转子跳动测量系统,其特征在于,单端基准圆的中心位置获得单元中,
根据下式获得a、c点偏差值的中心X:
X=|Arg-a|-|Arg-c|,
根据下式获得b、d点偏差值的中心Y:
Y=|Arg-b|-|Arg-d|。
5.一种在线补偿式转子跳动测量方法,其特征在于,该方法是基于下述装置实现的:
所述装置包括:滚轮托架机构(1)、转子连接盘(2)、转子盘动机构(3)、2个基准测量传感器(4)、多个测量点传感器(5)和端部传感器(6);
滚轮托架机构(1)用于支撑汽轮机转子,转子连接盘(2)用于将转子盘动机构(3)与汽轮机转子的一端连接,
2个基准测量传感器(4)分别用于采集汽轮机转子电机端基准点的相位距离与汽机端基准点的相位距离,多个测量点传感器(5)用于采集测量点不同相位的距离,端部传感器(6)用于采集转子轴向位移;
所述方法包括以下步骤:
盘动步骤:利用转子盘动机构(3)带动汽轮机转子旋转;
模数转换步骤:用于将2个基准测量传感器(4)、多个测量点传感器(5)和端部传感器(6)获得的模拟信号转换为数字信号;
偏差判断步骤:实时采集端部传感器数字信号,判断端部传感器数字信号偏差是否小于0.02;
基准点信号采集步骤:在端部传感器数字信号偏差小于0.02并稳定10分钟后,汽轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号,分别记为:ak、bk、ck、dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号,且该4个点两两相差90°,将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号,共采集N组基准信号,其中N>20,k=1,2,…,N;
平均值计算步骤:根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均值:
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其中,Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-b为b点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值,Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值;
单端基准圆的中心位置获得步骤:利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心,利用b点处的基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d点偏差值的中心,将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标,将b、d点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标,进而确定单端基准圆的中心位置坐标;
理想中心线坐标系获得步骤:利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建理想中心线坐标系;
测量点信号采集步骤:汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号,分别记为:Ak、Bk、Ck、Dk,该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的测量信号,且该4个点两两相差90°;
偏差值获得步骤:将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系下,获得每个测量点的偏差值。
6.根据权利要求5所述的一种在线补偿式转子跳动测量方法,其特征在于,单端基准圆的中心位置获得步骤中,
根据下式获得a、c点偏差值的中心X:
X=|Arg-a|-|Arg-c|,
根据下式获得b、d点偏差值的中心Y:
Y=|Arg-b|-|Arg-d|。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
JPS5729902A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-18 | Toshiba Corp | Automatic measuring device for runout of rotor |
CN202188824U (zh) * | 2011-08-25 | 2012-04-11 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机实缸挠度测量工具 |
CN102359759A (zh) * | 2011-08-27 | 2012-02-22 | 浙江大学 | 回转体电跳动量测量系统 |
CN104197874A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-12-10 | 丽水学院 | 一种高精度回转体跳动在位测量方法 |
Non-Patent Citations (2)
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---|
Automatic Learning Control for Unbalance Compensation in Active Magnetic Bearings;Chao Bi 等;《IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS》;20150731;第41卷(第7期);2270-2280 * |
汽轮机主轴和转子锻件热稳定性分析方法研究;汪洪滨 等;《汽轮机技术》;20090831;第51卷(第4期);304-306 * |
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