(增压器)转子动平衡测试系统

当不平衡的转子旋转时，不平衡离心力作用到支撑轴承上，借助振动传感器将该力转换为电信号输出，接着通过放大、滤波等处理，再计算出该信号的振幅，该振幅便对应于最大不平衡量。同时，与从转子上取出的基准信号进行比较，可找出最大不平衡量的角度位置。动平衡测试系统的主要功能就是采集来自传感器的转子不平衡振动信号，经处理后通过模数转换再由处理器计算出转子不平衡信号的幅值和相位信息，最终获取不平衡量的大小和相位。 转子动平衡测试系统是一种用于检测和校正旋转部件不平衡状态的专业设备，尤其在增压器等高速旋转组件中显得尤为重要。系统的核心在于通过测量转子旋转时产生的振动，以确定其不平衡量的大小和相位，从而提高设备运行的稳定性和效率。 1. 转子不平衡的基本原理： 转子的不平衡主要源于制造过程中的质量不均，这导致转子在旋转时产生离心力。根据牛顿第二定律，离心力F等于转子不平衡质量m乘以转动半径r和角速度ω的平方（F = mrω² = Uω²）。不平衡量U表示为重径积mr，不平衡量随着转速增加而增大，进而引发设备振动，影响性能。 1.1 测试方法： 转子不平衡测试主要依赖振动传感器，它能将不平衡离心力转换为电信号。信号经过放大、滤波等预处理后，计算出振幅，对应不平衡量的大小。同时，通过与基准信号比较，可以确定不平衡量的角度位置。 2. 系统设计挑战： 设计动平衡测试系统的关键在于准确提取振动信号并排除干扰，以及快速精确计算幅值和相位。系统通常包括机械测振、信号处理和数据处理等部分，要求具有良好的滤波特性、抗干扰能力、宽频率响应、高测量精度和稳定性。此外，系统需具备便捷的操作界面和直观的数据显示。 2. 系统工作流程： 系统启动后，转子在电机驱动下匀速旋转。振动传感器捕捉到不平衡振动，信号处理电路处理后送入单片机，通过A/D转换计算幅值和相位。利用影响系数标定，计算出不平衡量，并通过串口将数据发送至上位机，上位机显示结果并指导校正策略，控制去重系统进行校正。 3. 不平衡信号提取方法： 常见的方法包括FFT、正交相关法和正弦逼近法。FFT和正交相关法在噪声低时适用于幅值和相位的提取，但可能因高次谐波和相位泄露问题而不适用某些场景。正弦逼近法则适合处理小不平衡量和拍频现象，能更准确地提取幅值和相位。 转子动平衡测试系统通过先进的信号处理技术和算法，确保了对转子不平衡状态的准确诊断，为优化旋转设备的性能提供了关键支持。在实际应用中，不断优化系统设计，提高信号处理能力，是确保设备长期稳定运行的重要途径。