[发明专利]用于轴向涡轮机转子的压电阻尼系统

说明书

本发明涉及一种压缩机或轴向涡轮机的转子，其包括振动阻尼系统，所述振动阻尼系统装配成圈状分布并连接到消耗谐振电路(36)的压电换能器(28)。所述电路是闭合的，并且装配有电阻器和线圈。所述压电换能器(28)分成两组交替的换能器，每组连接到无源RLC电路。为了确保其电容和电流的集合，所述压电换能器(28)并联连接。在操作过程中，所述转子经受转动激励并很可能根据具有变形波(30)的带直径的模态振型而振动和变形。换能器的数目等于模式的直径数目的四倍，以便能够利用这种具有直径的模式的对称性。以相同方式变形的压电换能器(28)的分组使得可用由此集合的相同装置阻尼所述压电换能器。

技术领域

本发明涉及一种轴向涡轮机转子。更具体地，本发明涉及一种用于阻尼轴向涡轮机转子的振动的系统。更具体地，本发明涉及一种用于以消耗电路阻尼轴向涡轮机转子的叶轮的振动的系统。

背景技术

在操作期间，环形异质流(annular heterogeneous flow)穿过轴向涡轮机。事实上，位于轴向均匀流中的任何物体会在其周围环境中产生气动压力的变化，从而使所述流不均匀。其中，这些物体可以是叶片、壳体支柱或可变排放门。

当叶片转子的叶片在具有这种周向异质性的环状流中转动时，压力的每个突然变化会被认为是点状激励。与给定旋转速度相关联的在360°范围内的激励数目导致特定的激励频率。如果其对应于转子的固有频率，则转子会根据由一定数量的波节直径构成的特定变形模式产生共振。

当叶片转子轮在特定变形模式范围内产生共振时，会产生增加的振动水平。例如在整体叶盘或一体式叶鼓的情况下，结构的固有阻尼水平越弱，这些振动水平会越大。由于这些振动水平与高应力状态相关联，这会显著降低结构的疲劳寿命并可能导致结构损坏，所以要避免这样的振动水平。在这种情况下，为了确保叶轮的耐疲劳性，不可避免地要使用阻尼设备。

在可设想用于经受直径变形的叶片涡轮机转子轮的阻尼设备中，压电分流系统代表了一种有趣的方案。所形成的是连接到消耗电路的压电片。

文献JP19960861295公开了一种叶片转子，借助分布在所述转子周界范围内的压电片来减少所述叶片转子的振动。每个片连接到包括消耗电阻器的闭合电路。操作原理在于变形存在于压电片的相同位置，一旦变形，所述压电片便产生由所连接的电路的电阻器消耗的电流。该阻尼方法使得可减少转子的振动，并且对每个频率带来相同的功效。然而，对于具有强振幅的振动，该阻尼方法是无效的。该系统还涉及为每个闭合电路提供部件，从而增加了质量和成本。用于装配各电路所需的空间是不利的。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是克服现有技术所提出的问题中的至少一个。本发明的目的是改进用于阻尼轴向涡轮机转子的振动的系统的功效，该振动呈现具有静止或转动直径的模式。本发明的另一目的是提出一种用于阻尼涡轮机转子的振动的系统，所述系统在高频时能够与在低频时同样有效。本发明的另一目的是减少用于阻尼涡轮机转子的振动的系统的重量。

技术方案

本发明涉及一种转子，尤其是压缩机的转子，包括振动阻尼系统，所述振动阻尼系统包括成圈状地分布在所述转子上并连接到至少一个消耗电路的至少一组压电换能器，显著特征在于，压电换能器连接起来以集合(pool)消耗电路或消耗电路中的每个与并联连接的至少两个换能器的相应组，所述组的或每个组的换能器均匀地角分布在所述转子上。

所述压电换能器有利地布置成每个换能器能够在所讨论的换能器位置处跟随所述转子的变形而弯曲地变形。

根据本发明的有利实施例，所述转子能够在根据具有直径的模态振型(a modalshape with diameters)的振动下变形，所述组或每个组的压电换能器的数目等于所述模态振型的直径数目的两倍。