SU1270601A1

SU1270601A1 - Device for registering amplitude-frequency characteristic of object

Info

Publication number: SU1270601A1
Application number: SU823455474A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Исаакович Крупник; Павел Николаевич Кудряшов; Геннадий Сергеевич Кулаков; Игорь Борисович Курбатов; Николай Львович Макаровский
Original assignee: Предприятие П/Я В-2636; Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1986-11-15

Abstract

Изобретение относитс к виброметрии и может быть использовано при определении амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) вращающихс объектов . Целью изобретени вл етс повьшение точности регистрации АЧХ объектов , например элементов турбомашин,, колебани которых возбуждаютс при вращении их электроприводом. Цель достигаетс благодар использованию в устройстве двухконтурной системы регулировани скорости сканировани частоты возбуждени с внешним контуром обратной св зи по уровню вибрации и внутренним - по скорости вращени . Внешний контур, образованный виброизмерительным преобразователем 1, измерительным усилителем 3, блоком 4 выделени первой гармоники, первым элементом 11 сравнени , подключённым ; BTopbiM входом к задатчику 10 напр жени , интегратордм 12, вторым элементом 13 сравнени и регул тором 14 скорости вращени электропривода 15, с S обеспечивает уменьшение скорости сканировани в резонансных зонах и (О С уменьшение ее вне ЭТРК зон. Внутренний контур, в который вторым входом включен второй элемент 13 сравнени , служит дл уменьшени скоростной ошибки, возникающей при отработке управл ющего сигнала внешнего контура. Регистраци АЧХ объекта 2, вращаемого электроприводом 15, осуществл етс самописцем 16. 1 ил.The invention relates to vibrometry and can be used in determining the amplitude-frequency characteristics (AFC) of rotating objects. The aim of the invention is to increase the accuracy of registration of the frequency response of objects, such as elements of turbomachines, the oscillations of which are excited when they are rotated by an electric drive. The goal is achieved through the use in the device of a dual-circuit system for regulating the speed of scanning the excitation frequency with an external feedback loop in terms of vibration and an internal feedback loop in terms of rotation speed. The external circuit formed by the vibration measuring transducer 1, the measuring amplifier 3, the first harmonic extraction unit 4, the first comparison element 11, connected; A BTopbiM input to the voltage adjuster 10, integrators 12, the second comparison element 13 and the controller 14 of the rotation speed of the electric drive 15, with S reduces the scanning speed in the resonant zones and (О С decreasing it outside the ETRK zones. the second comparison element 13 is switched on, serves to reduce the speed error occurring during the processing of the control signal of the external circuit. The frequency response of the object 2, rotated by the electric drive 15, is recorded by a recorder 16. 1 Il.

Description

Изобретение относитс к виброметрии , а именно к устройствам дл регистрации амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) объектов, и может быть .использовано дп спектрального анапи за вибраций элементов турбомашин.The invention relates to vibrometry, in particular, to devices for recording the amplitude-frequency characteristic (AFC) of objects, and can be used dp spectral anapi for vibrations of elements of turbomachines.

Цель изобретени - повып1ение точности регистрации АЧХ объектов, например , элементов турбомашин, колебани которых возбуждаротс при вращении их электроприводом,The purpose of the invention is to improve the accuracy of the registration of the frequency response of objects, for example, elements of turbomachines, the oscillations of which are excited by their electric drive,

В предлагаемом устройстве система регулировани скорости сканировани частоты .возбуждени выполнена двухконтурной , с внешним контуром обратной св зи по уровню вибрацют и внутренним -, по скорости вращени объекта .In the proposed device, the system for controlling the speed of the excitation frequency scanning is double-circuit, with the external feedback loop in terms of vibration and internal - in the rotation speed of the object.

На чертеже представлена структурна схема устройства дл регистрации АЧХ объекта.The drawing shows a block diagram of a device for recording the frequency response of an object.

Устройство содержит последовательно соединенные виброизмерительный : преобразоватет{ь 1, устанавливаемый на исследуемом объекте 2, и измерительный усилитель 3, выход которого св зан с первым входом блока 4 выделени первой гармоники, вл ющимс также первым входом резонансного усилител 5, первым в.гходом подключенного к первому входу самописца 6, тахогенератор 7, выход которого соединен с входом источника 8 напр жени , пропорционального частоте первой гармоники возбуждени , св занного своими выходами соответственно с вторым входом самописца 6 и вторым входом блока 4 выделени первой гармоники, вл ющимс первым входом след ющего фильтра 9, вь1ход которого соедшсен с вторым входом резонансного усилител 5, а второй вход - с вторым выходом резонансного усилител 5 последова- тельно соединенные задатчик 10 напр жени , первый элемент 11 сравнени , второй вход которого соединен с выходом блока 4, интегратор 12, второй элемент 13 сравнени и регул тор 14 скорости вращени электропривода 15, с помоЕ-:(ью которого осуществл етс . возбуждение колебаний объекта 2 при его вращении. Устройство содержит также амплитудный детектор 16, через которьш выход тахогенератора 7 подключен к второму входу второго элемента 13 срав-нени . Элементы 1,, 3, 4 10, 11, 12, 13 и 14 образуют внешний контур обратной св зи по уровню виб2706012The device contains serially connected vibration measuring devices: a transducer {1, installed on the object under study 2, and a measuring amplifier 3, the output of which is connected to the first input of the first harmonic extraction unit 4, which is also the first input of the resonant amplifier 5, the first input of the output connected to the first input of the recorder 6, the tachogenerator 7, the output of which is connected to the input of the source 8 of a voltage proportional to the frequency of the first excitation harmonic associated with its outputs, respectively, with the second input to The recorder 6 and the second input of the first harmonic extraction unit 4, the first input of the tracking filter 9, whose output is connected to the second input of the resonant amplifier 5, and the second input to the second output of the resonant amplifier 5, are connected in series to the voltage generator 10, the first the comparison element 11, the second input of which is connected to the output of block 4, the integrator 12, the second comparison element 13 and the rotation speed controller 14 of the electric drive 15, with the help of:: (which is carried out). the excitation of oscillations of the object 2 during its rotation. The device also contains an amplitude detector 16, through which the output of the tachogenerator 7 is connected to the second input of the second comparison element 13. Elements 1 ,, 3, 4 10, 11, 12, 13, and 14 form an external feedback loop for the level of vib2706012

рации объекта 2, а 7, 16, 12, 14 внутренний контур обратной св зи по скорости вращени . Эти два контура в совокупности образуют систему регули- 5 ровани скорости сканировани частоты возбуткдени .radios of the object 2, and 7, 16, 12, 14 internal feedback loop on the speed of rotation. These two contours together form a system for regulating the scanning speed of the frequency of the excitation day.

Устройство раОотает следугат м образом .The device operates in the following way.

После включени устройства на один из входов элемента 11 сравнени с задатчика 10 поступает сигнал, уровень которого определ ет темп разгона привода. Разностный сигнал элемента 11 сравнени воздействует на вход интегратора 12, формиру на его выходе линейно нарастающий сигнал, который на входе второго элемента 13 сравнени сравниваетс с сигналом обратной св зи по скорости (частоте) вращени , снимаемым с амплитудного детектора 16, на вход которого с тахогенератора 7 поступает сигнал переменного тока , амплитуда и частота которого пропорциональны частоте вращени исследуемого объекта 2. Выходной сигнал элемента 13 сравнени отрабатываетс регул тором 14 скорости, который воздействует на электропривод 15 и через него на исследуемый объект 2, осуществл его разгон до максимальных рабочих частот с заданным темпом ускорени . Сигнал виброизмерительного / преобразовател 1 после усилени из- мерительным усилителем 3 поступает на след щий фильтр 9, где выдел етс перва гармоника частоты опорного сигнала, синхронизированна по фазе с частотой сигнала с источнш ;а 8 напр жени , пропорционального частоте первой гармоники возбуждени , измен емой в соответствии с изменением частоты сигна.па тахогенератора 7, Усиленный сигнал первой гармоники с выхода резонансного усилител 5 поступает на первый вход самописца 6, а посто нный сигнал, уровень которого пропорционален частоте первой гармоники , снимаемой с другого выхода источника 8 напр жени , поступает на второй вход самописца 6. При этом самописец 6 автоматически вычерчивает АЧХ исследуемого объекта 2,After switching the device on, one of the inputs of the comparison element 11 from the setting device 10 receives a signal, the level of which determines the acceleration rate of the drive. The difference signal of the comparison element 11 acts on the input of the integrator 12, forming a linearly increasing signal at its output, which at the input of the second comparison element 13 is compared with the feedback signal on the speed (frequency) of rotation taken from the amplitude detector 16, on the input of which 7, an alternating current signal is received, the amplitude and frequency of which is proportional to the rotational speed of the object under study 2. The output signal of the comparison element 13 is processed by the speed regulator 14, which acts on the electric drive 15 and through it onto the object under study 2, carried out its acceleration to maximum operating frequencies with a given acceleration rate. The signal of the vibration measuring / converter 1, after amplification by the measuring amplifier 3, enters the following filter 9, where the first harmonic of the frequency of the reference signal, synchronized in phase with the signal frequency from the source, is allocated; in accordance with the frequency change of the signal generator of the tachogenerator 7, the amplified signal of the first harmonic from the output of the resonant amplifier 5 is fed to the first input of the recorder 6, and the constant signal whose level is proportional to at the frequency of the first harmonic, taken from the other output of the voltage source 8, goes to the second input of the recorder 6. At the same time, the recorder 6 automatically draws the frequency response of the object under study 2,

Claims

At the moment of approaching the resonant frequency region, as the signal from the first output of the resonant amplifier 5 increases, the difference signal from the output of the reference element 11 decreases, thereby reducing the growth rate of the output signal of the element 13, which is the driving force for the electric drive 15. Slowing the acceleration of the electric drive 15 causes reducing the rate of increase of the signal at the horizontal input of the recorder 6, which reduces the search for the resonance curve of the object frequency response

2. After the electric drive 15 passes through the region of resonant frequencies, its acceleration rate increases again as the level of the signal from the first output of the resonant amplifier 5 decreases. At the same time, recorder 6 accelerates || the frequency response of the object under study 2 until the electric drive returns to another area of resonant frequencies. Introducing feedback by the level of inbreeding allows reducing scanning speed 20 in resonant zones and increasing it outside these zones; however, without a feedback feedback loop on rotational speed, the controller is worked out with a significant speed error. Introduction of feedback loop on speed and rotation significantly reduces speed error, resulting in improved accuracy in determining the frequency response. Apparatus of the Invention A device for recording the amplitude-frequency characteristic of an object containing an actuator for exciting an object, series-connected vibration measurement transducer mounted on an object, a measuring amplifier, a first harmonic separation unit and a recorder, the second input of which is connected to a voltage source proportional to frequency of the first excitation harmonic, and a system for controlling the speed of scanning the excitation frequency, including a feedback loop Vibration, characterized in that, in order to improve the accuracy of recording the amplitude-frequency characteristics of objects, for example, elements of turbomachines, which oscillate are excited when they are driven electrically, the system controls the speed of scanning the excitation frequency by a dual-circuit, with an external feedback loop for the level of vibration including serially connected voltage adjuster, first comparison element, the second input of which is connected to the output of the first harmonic generator, integrator, second a reference element and a rotation speed regulator, and an internal feedback loop on rotation speed, in which the second element includes a second element of the comparison.