[发明专利]馈能式轴系扭振测试系统

说明书

馈能式轴系扭振测试系统，包括变频器、受控于变频器工作的变频调速电机、与变频调速电机联动的双馈电机、将双馈电机并入电网的转子侧变流器和网侧变流器、扭振信号采集组件以及连接扭振信号采集组件的扭振监控测试系统，其中，变频调速电机与双馈电机之间连接有若干待测联动机构，所述扭振信号采集组件用于检测待测联动机构的扭振信息，所述扭振监控测试系统用于接收并显示扭振信息，具有能够在各种环境下实现对各种联动机构各种激振因素的扭振测试的效果。

技术领域

本发明涉及轴系扭转振动领域，特别涉及馈能式轴系扭振测试系统。

背景技术

旋转机械轴系的扭转振动（以下简称扭振）是一个普遍存在且危害严重的问题，是一种特殊的振动形式，本质上是由于轴系并非绝对刚体，存在一定程度上的弹性，因而在以平均速度的旋转过程中，各个弹性部件间会因为各种原因而产生不同大小、不同相位的瞬时速度的起伏，形成沿旋转方向的来回扭动。形象的可以这样认为，旋转机械弹性部件之间由于惯性的作用产生了变化趋势相反的反方向的反作用力，从而像扭麻花一样，对弹性部件形成了类似的作用力。显然这种扭振将引起材料内部的切向交变扭应力。若扭幅过大，剪切应力超过弹性限度，材料就会产生疲劳积累。当疲劳积累到寿命时材料就会开始出现裂纹，裂纹逐渐发展，终将导致材料断裂的恶性事故。这对一些重要的设备，如大型汽轮发电机、大型船舶、机车、大型轧钢设备等等所产生的后果和损失都是不堪设想、无法估计的。

轴系扭振的主要特点：

（1）普遍性：凡是较大型、结构较复杂的旋转机械的轴系都或多或少，或强或弱或持续或短暂地发生扭振。它可能由于机械也可能由于电气方面的原因引起；可能来源于动力，也可能来源于负载方面的任何不稳定过程；可能是由于交变的激励力矩引起的强迫振荡，也可能是由于阶跃或者脉冲激励引起的自由振荡。它不像一般弯曲振动，只要从机械方面着手，找到了其不平衡、不对称等毛病，振动就消除了。

（2）潜伏性：轴系的扭振大多是各种干扰引起的短暂过程（当然也有持续作用的干扰引起的持续性强迫振荡，如汽轮发电机的次同步振荡，由于三相负荷不平衡形成的负序电流引起的二倍电网频率的扭振等），没有专门的扭振监测仪一般是无法发现的。造成“暗伤”也难以觉察出来。此外，扭振往往会引起其他形式的振动，这就更会掩盖它的存在，而引起误判。

（3）事故的突发性：只要扭振造成的疲劳积累一次一次的增强，形成裂纹、切口，并逐渐扩散，总有一天将造成轴系的断裂和崩溃。而于此之前可能毫无症候，或不易被人察觉出来。

（4）事故的严重性：事故爆发后，其后果往往都是毁灭性的恶性事故，损失极为惨重。

由此可见，由于扭振危害的潜伏性，还会和其他故障混淆在一起，尽管它相当普遍的存在，但仍被许多人忽视、不察觉、不理解、不承认。即使已经造成了破坏，也很难弄清在长期的运行过程中究竟是否产生了扭振，以及如何积累起来的，这也是扭振的各项研究成果难于被理解和推广的重要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种馈能式轴系扭振测试系统，具有能够在各种环境下实现对各种联动机构在各类激振因素下的扭振信号测试的效果。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

馈能式轴系扭振测试系统，包括变频器、受控于变频器工作的变频调速电机、与变频调速电机联动的双馈电机、将双馈电机并入电网的转子侧变流器和网侧变流器、扭振信号采集组件以及连接扭振信号采集组件的扭振监控测试系统，其中，变频调速电机与双馈电机之间连接有若干待测联动机构，所述扭振信号采集组件用于检测待测联动机构的扭振信息，所述扭振监控测试系统用于接收并显示扭振信息。

通过采用上述技术方案，通过变频器加变频调速电机的方式来实现无极调速，从而控制待测联动机构在各种转速下的扭振情况，双馈电机的设置将系统与电网连接，能够使得系统的研究进一步拓展到扭振与电网之间的相关影响，扭振采集组件用于对待检测联动机构的扭振信息进行实时采集并将采集到的扭振信息传送给扭振监控测试系统。