本文摘要：摘要：為解決高速發(fā)電機轉子的平衡問題，研制了一款四通道動平衡檢測系統(tǒng).利用4個振動傳感器對發(fā)電機轉子進行多點振動信號采集，并對轉子的振動情況進行了分析.利用濾波電路，對振動傳感器采集的振動信號進行濾波處理，并通過數據采集卡將處理后模擬信號轉換
摘要：為解決高速發(fā)電機轉子的平衡問題，研制了一款四通道動平衡檢測系統(tǒng).利用4個振動傳感器對發(fā)電機轉子進行多點振動信號采集，并對轉子的振動情況進行了分析.利用濾波電路，對振動傳感器采集的振動信號進行濾波處理，并通過數據采集卡將處理后模擬信號轉換成數字信號，上傳到上位計算機，經互相關算法處理，得到了發(fā)電機轉子最終的不平衡質量和位置.實驗表明，該檢測系統(tǒng)可以準確地檢測發(fā)電機轉子的不平衡質量和位置，具有較大的應用價值.
關鍵詞：發(fā)電機轉子;動平衡;多通道采集;濾波電路
根據電力產業(yè)的發(fā)展，要提高發(fā)電設備的運轉效率,就必須保證該設備的平穩(wěn)可靠運行，并滿足機組生產的動平衡指標為了保證發(fā)電機轉子的平穩(wěn)運行，對其進行動平衡檢測至關重要「2切•在動平衡檢測過程中，傳統(tǒng)的雙通道現場動平衡儀只能對風機、水泵等轉子進行雙面檢測⑷•但是，發(fā)電機轉子在高速旋轉時，內部的勵磁繞組會發(fā)生變形，振動的位置會不斷改變，導致發(fā)電機轉子在垂直方向和水平方向產生振動因此，發(fā)電機轉子的動平衡檢測問題非常復雜⑷•動平衡檢測通常采用兩臺雙通道現場動平衡儀•這在低速時檢測效果比較理想⑺;但在高速時，根據所測結果進行平衡的效果并不理想，因此需要對其進行反復檢測和試驗間.本文采用雙單面影響系數法阪，擬設計一套針對發(fā)電機轉子的四通道動平衡檢測系統(tǒng)，對轉子的水平方向和垂直方向同時進行檢測，以期快速、準確地檢測發(fā)電機轉子的不平衡質量和位置.
1檢測系統(tǒng)的總體設計
系統(tǒng)總體設計的思路為：首先采用4個振動傳感器對發(fā)電機轉子進行多點振動信號采集，并將振動信號傳遞到下位機，通過濾波電路對振動信號進行處理，濾除高頻分量和干擾信號;然后采用數據采集卡將處理過的模擬信號轉換成數字信號，并對其進行相應的處理，處理后上傳到上位機;最后，上位機通過軟件對上傳的數據進行互相關計算，比較發(fā)電機轉子同一側水平方向和垂直方向的振動，對振動較大方向的數據進行計算處理，算出轉子的不平衡質量和位置，以便根據計算結果進行平衡.電主軸通過聯軸器帶動發(fā)電機主軸在平衡機上高速旋轉.振動傳感器設在軸承支座的水平方向和垂直方向，用于測量轉子的水平振動和垂直振動•發(fā)電機主軸兩端及兩側風扇用于配重，使轉子達到平衡.
檢測系統(tǒng)采用4個振動傳感器采集發(fā)電機轉子的振動信號，并對轉子兩端垂直方向和水平方向的信號進行比較，以振動明顯方向的信號作為振動數據,通過分析計算，得到轉子的不平衡質量與位置.在轉子轉速超過一階臨界轉速時，發(fā)電機轉子內部的勵磁繞組會發(fā)生變形，導致轉子在垂直方向和水平方向發(fā)生振動，因此需要同時測出兩個方向的不平衡質量.在轉速低于800r/min時，振動王要來自水平方向,應選取水平方向的振動信號作為輸入信號;在轉速為1000r/min上下時，振動主要來自垂直方向，應選取垂直方向的振動信號作為輸入信號.
2檢測系統(tǒng)的硬件設計
檢測系統(tǒng)的硬件電路主要由濾波電路和A/D數據采集卡3組成.
2.1狀態(tài)變量濾波器
檢測系統(tǒng)的下位機為狀態(tài)變量濾波器•在動平衡檢測時，調節(jié)濾波器的中心頻率，使其與信號的振動頻率一致，以便通過完整的振動信號，濾除高頻分量和干擾信號;動平衡檢測時，還需要把信號放大一定倍數，使測量結果更加精確•圖4所示為狀態(tài)變量濾波器的信號放大與濾波電路.
3檢測系統(tǒng)的軟件設計
3.1上位機程序
采用VisualBasic6.0語言對上位機進行程序編寫，使程序在Windows系統(tǒng)平臺上運行.上位機負責控制整個檢測流程,對各模塊進行初始化，計算下位機上傳的數據，并完成上位機與下位機的交互.檢測系統(tǒng)具有測量、連續(xù)測量、數據處理等功能•在測量時，實時顯示轉子轉速，同時顯示轉子不平衡質量的檢測結果;在連續(xù)測量時，轉子的不平衡質量和相角可動態(tài)地顯示在主界面上，以便有效地監(jiān)視轉子的平衡狀態(tài).
4實驗及結果分析
為了驗證該動平衡檢測系統(tǒng)的檢測精度，本文選取高精度發(fā)電機轉子為實驗對象，在發(fā)電機轉子轉速為800r/min和2000r/min時,人為在標準發(fā)電機轉子兩端加上標準試重，模擬不平衡質量，并進行檢測.
5結束語
本文根據振動信號的特點，設計了四通道振動信號采集檢測系統(tǒng)的總體方案，并給出了主要設計思路及其實現電路•檢測實驗的結果表明，該動平衡檢測系統(tǒng)能夠實時準確地監(jiān)測發(fā)電機轉子的振動情況、發(fā)電機轉子的不平衡質量和位置•其平衡精度高，能夠達到發(fā)電機轉子的平衡標準，在解決發(fā)電機等復雜轉子的平衡問題上具有很大的應用價值.
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