RU2655731C1 - Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона - Google Patents
Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655731C1 RU2655731C1 RU2017118674A RU2017118674A RU2655731C1 RU 2655731 C1 RU2655731 C1 RU 2655731C1 RU 2017118674 A RU2017118674 A RU 2017118674A RU 2017118674 A RU2017118674 A RU 2017118674A RU 2655731 C1 RU2655731 C1 RU 2655731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- vibration
- values
- parameters
- balancing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на площадках ремонтных предприятий при проверке технического состояния агрегатов. Реализуя способ, осуществляют плавный разгон ротора с начальной частоты вращения до номинальной с непрерывным контролем параметров вибрации, сравнивают полученные значения с пороговыми. Если полученные значения параметров вибрации превышают пороговые, то разгон ротора прекращают на частоте обнаруженного дисбаланса, минимизируют дисбаланс путем определения угла установки корректирующих масс с дальнейшей корректировкой масс. Если после минимизации дисбаланса значения параметров вибрации не превышают пороговые и не достигнута предельная частота вращения, то разгон ротора продолжают с контролем параметров вибрации, иначе процесс балансировки останавливают. Технический результат заключается в повышении безопасности и сокращении времени процесса балансировки ротора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на площадках ремонтных предприятий при проверке технического состояния агрегатов.
Известен способ балансировки сборных роторов (патент RU 2372594 С1), при котором балансировку ротора проводят следующим образом: балансируют отдельно вал, затем ротор с установленными на нем элементами и окончательно корректируют дисбаланс при вращении ротора от электродвигателя в собственных опорах.
Недостатком данного способа является трудоемкость и продолжительность процесса балансировки во времени.
Известен способ оценки дисбаланса ротора (патент RU 2010205), принятый нами за прототип, заключающийся в том, что ротор устанавливают на опоры, вращают его и измеряют с помощью виброизмерительных преобразователей параметры вибрации, по которым оценивают неуравновешенность (величину дисбаланса начального или остаточного), причем один из виброизмерительных преобразователей устанавливают вблизи первой плоскости коррекции, а о неуравновешенности судят с учетом измерения сдвига фаз выходных сигналов виброизмерительных преобразователей, зарегистрированных на рабочей частоте вращения ротора
Недостатком данного способа является то, что измерения сигналов с виброизмерительных преобразователей проводят на рабочей частоте вращения ротора, что при определенных значениях этой частоты, массы ротора и его неуравновешенности может привести к значительным инерционным нагрузкам на опоры ротора, а это небезопасно для прочности конструктивных элементов опоры.
Целью изобретения является повышение безопасности и сокращение длительности балансировки ротора, путем разработки способа балансировки ротора с использованием алгоритма плавного разгона.
Ряд номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1 (ГОСТ 10683), примененный в способе балансировки ротора с использованием алгоритма плавного разгона, полностью охватывает рабочий диапазон вращения роторных машин, приводимых во вращение с помощью асинхронных электродвигателей.
Технический результат в заявленном способе балансировки ротора достигается тем, что осуществляют плавный разгон ротора с начальной частоты вращения до номинальной с непрерывным контролем параметров вибрации, сравнивают полученные значения с пороговыми: если полученные значения параметров вибрации превышают пороговые, то разгон ротора прекращают на частоте обнаруженного дисбаланса, минимизируют дисбаланс путем определения угла установки корректирующих масс с дальнейшей корректировкой масс, и если после минимизации дисбаланса значения параметров вибрации не превышают пороговые и не достигнута предельная частота вращения, то разгон ротора продолжают с контролем параметров вибрации, иначе процесс балансировки останавливают.
Технический результат достигается также и тем, что разгон ротора осуществляют дискретно по частотам из ряда номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1.
Технический результат достигается также и тем, что всякий раз по измеренным параметрам вибрации восстанавливают зависимость их от частоты вращения и следующую частоту для разгона выбирают максимальную из последующих в ряду номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1, при которой прогноз значений параметров вибрации по восстановленной зависимости не превышает порог ТПМ (требует принятия мер).
Технический результат достигается также и тем, что прогноз значений параметров вибрации определяют по параметрам вибрации, измеренным ранее, с использованием линейной зависимости значений параметров вибрации от частоты вращения.
Анализ отличительных признаков заявленного способа балансировки ротора показал, что:
- непрерывный контроль параметров вибрации и прекращение разгона ротора в случае превышения пороговых значений параметров вибрации обеспечивают безопасность путем исключения воздействий значительных инерционных нагрузок на подшипниковые опоры ротора;
- разгон осуществляют плавно для того, чтобы обеспечить заданную ошибку измерения параметров вибрации из-за изменения частоты вращения ротора в пределах регистрируемых временных реализаций виброакустического сигнала в процессе разгона, и тем самым обеспечивают безопасность балансировки ротора;
- дискретный разгон ротора по частотам из ряда номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1 с контролем параметров вибрации позволяет упростить процедуру измерения и сократить время балансировки ротора;
- выбор частоты разгона ротора каждый раз как максимальной из последующих в ряду номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1, при которой прогноз (расчет) значений параметров вибрации по восстановленной зависимости параметров от частоты вращения не превышает порог ТПМ (требует принятия мер), позволяет сократить время балансировки ротора;
- прогноз (расчет) значений параметров вибрации, выполненный по параметрам вибрации, измеренным ранее, с использованием линейной зависимости значений параметров вибрации от частоты вращения, сокращает длительность балансировки благодаря минимальному количеству измерений (два) для построения прогноза. Допустимость применения линейной зависимости вместо параболической также подтверждена экспериментальными исследованиями [1].
Таким образом, совместное применение отличительных признаков в способе балансировки ротора с использованием алгоритма плавного разгона обеспечивает безопасность и сокращает длительность балансировки ротора.
Сущность способа балансировки ротора поясняется алгоритмом (фиг. 1).
В качестве примера реализации способа рассмотрен алгоритм балансировки ротора консольного насоса.
Корпус консольного насоса в сборе с ротором устанавливают на приводе вращения, монтируют на опорах виброизмерительные преобразователи, затем запускают плавный разгон ротора, прогнозируют (рассчитывают) параметры вибрации на номинальной частоте вращения ротора, определяют величину остаточного дисбаланса и угол установки корректирующих масс, при этом:
- устанавливают начальные значения текущего номера частоты i=1 в ряду номинальных частот вращения асинхронного электродвигателя и номера числа начальных измерений k=1 (1);
- разгоняют ротор до частоты вращения Ni (2);
- в процессе разгона контролируют частоту вращения ротора, при достижении значения заданной частоты вращения производят измерение параметров вибрации: средних квадратических значений виброускорения А, виброскорости V и виброперемещения S (3);
- сравнивают полученные значения с пороговыми уровнями ТПМ (требует принятия мер) (4);
- если хотя бы одно из значений параметров вибрации превышает уровень ТПМ, то определяют параметры дисбаланса и угол установки корректирующих масс (5), останавливают ротор (6), минимизируют дисбаланс путем установки корректирующих грузов известной массы (7), после чего повторяют разгон до частоты Ni (2);
- если в результате сравнения (4) значения параметров вибрации не превышают уровня ТПМ, то увеличивают на единицу значение номера числа начальных измерений k (8) и сравнивают его со значением 2 (9);
- если k≤2, то увеличивают на единицу значение номера текущей частоты вращения i (17), сравнивают это значение с номером последнего значения n (18) и если i<=n, то переходят к разгону ротора до значения Ni (2), если i>n, то алгоритм заканчивает работу;
- если в результате сравнения (9) значение числа начальных измерений k превысило 2, то начинают процедуру прогноза путем установки номера прогнозируемой частоты ряда р на последнее значение ряда n, устанавливают номера двух начальных точек для вычисления прогноза, s1 и s2 (10) и производят прогноз (расчет) значений параметров вибрации для частоты Np (11), которые определяют по параметрам вибрации, измеренным ранее на частотах Ns1 и Ns2, с использованием линейной зависимости значений параметров вибрации от частоты вращения.
Расчет ведут по формуле:
Ap=А1+(А2-A1)/(Ns2-Ns1)⋅Np;
Vp=V1+(V2-V1)/(Ns2-Ns1)⋅Np;
Sp=S1+(S2-S1)/(Ns2-Ns1)⋅Np,
где Ap (Vp, Sp) - прогнозируемые среднеквадратические значения виброускорения (виброскорости, виброперемещения);
Np - частота вращения, для которой производится прогноз параметров;
Ns1 - начальная частота вращения ротора из ряда номинальных частот;
Ns2 - последующая за Ns1 частота вращения ротора;
A1 (V1, S1) - среднее квадратическое значение виброускорения (виброскорости, виброперемещения) при частоте вращения ротора N1;
А2 (V2, S2) - среднее квадратическое значение виброускорения (виброскорости, виброперемещения) при частоте вращения ротора N2;
Np - частота вращения, для которой производится прогноз параметров;
- если в результате сравнения (12) прогнозируемые значения хотя бы одного из параметров вибрации А, V, S для частоты вращения ротора Np превышают уровень ТПМ, то уменьшают на единицу значение номера прогнозируемой частоты ряда р (13), и если его значение не уменьшилось до 2 (14), то повторяют прогноз параметров вибрации для предыдущей частоты ряда Np (11);
- если значение номера прогнозируемой частоты ряда достигает 2, то происходит окончание работы алгоритма из-за возникшей ошибки с выводом соответствующего сообщения (15);
- если в результате сравнения (12) прогнозируемые значения всех параметров вибрации А, V, S для частоты вращения ротора Np не превышают уровень ТПМ, то устанавливают номер частоты вращения i в значение номера частоты прогноза р (16), сравнивают это значение с номером последнего значения n (18) и, если текущий номер частоты вращения i меньше или равен номеру последнего значения n, то переходят к разгону ротора до значения Ni (2), если i>n, то переходят к заключительной балансировке на номинальной частоте вращения, при которой определяют параметры дисбаланса и угол установки корректирующих масс (19), останавливают ротор (20), минимизируют дисбаланс путем установки корректирующих масс (21), вновь запускают ротор на номинальной частоте вращения, определяют параметры остаточного дисбаланса (22), после чего алгоритм заканчивает работу.
В качестве примера исполнения способа рассмотрен процесс балансировки консольного насоса с помощью системы КОМПАКС®-РПМ (далее "система").
Пример 1 (фиг. 2). Насос установили и закрепили на приводе системы, произвели разгон ротора до начальной частоты 300 мин-1 и измерили параметр вибрации, например виброскорости (1), полученное значение не превысило пороговое (5), произвели разгон ротора до следующей частоты 375 мин-1 и полученное значение (2) вновь не превысило пороговое значение (5). По измеренным значениям восстановили зависимость виброскорости от частоты вращения (4), выполнили прогноз для номинальной частоты 3000 мин-1 (6) и получили значение (3), не превышающее пороговое (5), после чего произвели разгон ротора до номинальной частоты 3000 мин-1 и измерили значение виброскорости (7), которое может отличаться от прогнозируемого (3), определили параметры дисбаланса, остановили ротор, произвели корректировку масс, вновь запустили ротор и определили величину остаточного дисбаланса, после чего балансировку завершили.
Пример 2 (фиг. 3). Насос установили и закрепили на приводе системы, произвели разгон ротора до начальной частоты 300 мин-1 и измерили значение виброскорости (1), полученное значение не превысило пороговое (5), произвели разгон ротора до следующей частоты 375 мин-1, и полученное значение (2) вновь не превысило пороговое (5). По измеренным значениям восстановили зависимость виброскорости от частоты вращения (4), выполнили прогноз для номинальной частоты 3000 мин-1 (6) и получили значение (3), превышающее пороговое (5), прогноз выполнили для последующей максимальной частоты в ряду номинальных частот - 1500 мин-1, и полученное прогнозируемое значение виброскорости (7) не превысило пороговое (5), после чего произвели разгон до частоты 1500 мин-1, измерили значение виброскорости (8), которое может отличаться от прогнозируемого (7), определили величину дисбаланса, остановили ротор и произвели корректировку масс (9). По измеренным значениям виброскорости на частотах 375 мин-1 и 1500 мин-1 восстановили зависимость значений виброскорости от частоты вращения (10), выполнили прогноз для номинальной частоты 3000 мин-1 (11) и получили значение (12), не превышающее пороговое (5), после чего произвели разгон ротора до номинальной частоты 3000 мин-1, измерили значение виброскорости (13), которое может отличаться от прогнозируемого (12), определили параметры дисбаланса, остановили ротор, произвели корректировку масс, вновь запустили ротор на номинальной частоте вращения и определили величину остаточного дисбаланса, после чего балансировку завершили.
Таким образом, предлагаемый способ балансировки ротора обеспечивает повышение безопасности за счет плавного разгона ротора с прогнозом значений параметров вибрации, не превышающих порог ТПМ, что исключает воздействие на опоры качения повышенных инерционных нагрузок вибрации и повреждение конструктивных элементов опор, а также позволяет снизить время процесса балансировки путем использования дискретного выбора разгонной частоты.
Литература
1. Исследование зависимости параметров вибрации, возникающей в подшипниковых узлах роторных агрегатов, от частоты вращения вала / В.Н. Костюков, А.В. Зайцев, А.О. Тетерин // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: Материалы 7-й международной научно-технической конференции / Омск: Изд-во ОмГТУ, 2017.
Claims (4)
1. Способ балансировки ротора, заключающийся в том, что ротор вращают асинхронным электродвигателем в собственных опорах и измеряют с помощью виброизмерительных преобразователей параметры вибрации, по которым оценивают неуравновешенность, отличающийся тем, что осуществляют плавный разгон ротора с начальной частоты вращения до номинальной с непрерывным контролем параметров вибрации, сравнивают полученные значения с пороговыми: если полученные значения параметров вибрации превышают пороговые, то разгон ротора прекращают на частоте обнаруженного дисбаланса, минимизируют дисбаланс путем определения угла установки корректирующих масс с дальнейшей корректировкой масс, и если после минимизации дисбаланса значения параметров вибрации не превышают пороговые и не достигнута предельная частота вращения, то разгон ротора продолжают с контролем параметров вибрации, иначе процесс балансировки останавливают.
2. Способ балансировки ротора по п. 1, отличающийся тем, что разгон ротора осуществляют дискретно по частотам из ряда номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1.
3. Способ балансировки ротора по п. 2, отличающийся тем, что всякий раз по измеренным параметрам вибрации восстанавливают зависимость их от частоты вращения и следующую частоту для разгона выбирают максимальную из последующих в ряду номинальных частот вращения асинхронных электродвигателей 300, 375, 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 мин-1, при которой прогноз значений параметров вибрации по восстановленной зависимости не превышает порог ТПМ (требует принятия мер).
4. Способ балансировки ротора по п. 3, отличающийся тем, что прогноз значений параметров вибрации определяют по параметрам вибрации, измеренным ранее, с использованием линейной зависимости значений параметров вибрации от частоты вращения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118674A RU2655731C1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118674A RU2655731C1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2655731C1 true RU2655731C1 (ru) | 2018-05-29 |
Family
ID=62560047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017118674A RU2655731C1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2655731C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1464093A1 (ru) * | 1987-06-01 | 1989-03-07 | Московский энергетический институт | Способ балансировки ротора |
| RU2010205C1 (ru) * | 1989-10-25 | 1994-03-30 | Дядченко Николай Петрович | Способ оценки дисбаланса ротора |
| RU2399428C1 (ru) * | 2009-02-06 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Способ балансировки гибких роторов |
| RU2544359C2 (ru) * | 2013-04-30 | 2015-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАМЕХ-2000" | Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118674A patent/RU2655731C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1464093A1 (ru) * | 1987-06-01 | 1989-03-07 | Московский энергетический институт | Способ балансировки ротора |
| RU2010205C1 (ru) * | 1989-10-25 | 1994-03-30 | Дядченко Николай Петрович | Способ оценки дисбаланса ротора |
| RU2399428C1 (ru) * | 2009-02-06 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Способ балансировки гибких роторов |
| RU2544359C2 (ru) * | 2013-04-30 | 2015-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАМЕХ-2000" | Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108368822B (zh) | 配置为实现协调性旋转速度的多转子涡轮机 | |
| CN107223206B (zh) | 疲劳测试 | |
| CN107191339B (zh) | 风力发电机组风轮不平衡监测方法 | |
| CN101395479B (zh) | 风力涡轮机和确定其转子的至少一个旋转参数的方法 | |
| EP2463517A1 (en) | Method and control system for reducing vibrations of a wind turbine | |
| CN111512043B (zh) | 用于控制风力涡轮机以管理边缘叶片振动的方法和系统 | |
| CN110161366A (zh) | 一种汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障诊断方法 | |
| WO2010133512A2 (en) | Method for balancing a wind turbine | |
| RU2655731C1 (ru) | Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона | |
| CN110687446A (zh) | 一种双馈风力发电机电刷和滑环早期故障诊断方法 | |
| CN109085375B (zh) | 一种旋转机械的键相脉冲信号监测方法及装置 | |
| CN114280363A (zh) | 电网频率检测方法和装置及电网频率调节方法和装置 | |
| CN104298266B (zh) | 用于风力发电机组的共振控制方法及控制系统 | |
| CN112653130A (zh) | 一种基于惯量比确定电网的频率支撑能力的方法及系统 | |
| JP6082299B2 (ja) | 原動機の異常検出方法、この方法を実行する原動機の制御装置、及びこの装置を備えている発電プラント | |
| CN110071666B (zh) | 电机平衡控制方法及系统 | |
| EP4185770B1 (en) | Imbalance estimation for the wind rotor of a wind turbine | |
| US10288042B2 (en) | Wind turbine rotor balancing method, associated system and wind turbine | |
| CN111433453B (zh) | 用于控制风力涡轮机的控制方法以及包括被配置用于施行所述控制方法的控制装置的风力涡轮机 | |
| KR20180128655A (ko) | 회전기기의 불평형 감시방법 및 그 장치 | |
| CN111828364A (zh) | 离心压气机的喘振检测方法 | |
| CN110905731A (zh) | 风力发电机、风力发电机动平衡方法及动平衡装置 | |
| JPS6057529B2 (ja) | 回転機の不つりあい位置評定システム | |
| RU2457597C1 (ru) | Способ синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью | |
| RU2705195C1 (ru) | Способ безударного подхвата частоты вращающегося асинхронного двигателя |