[发明专利]一种磁悬浮储能飞轮转子的工作模态测试装置及方法

权利要求书

1.一种磁悬浮储能飞轮转子的工作模态测试装置，其特征在于，包括：位于被测试件侧方的至少两组非接触式位移传感器、采集卡以及数据分析装置；其中，

至少两组非接触式位移传感器中，一组为与被测试件相互平行设置的非接触式位移传感器，且数量至少为两个，用于检测被测试件水平方向上的位移数据；

至少两组非接触式位移传感器中，另一组为与被测试件相互垂直设置的非接触式位移传感器，且数量至少为两个，用于检测被测试件竖直方向上的位移数据；

采集卡，与非接触式位移传感器连接，用于同时采集各位非接触式移传感器的位移数据；

数据分析装置，与所述采集卡连接，用于获取所述采集卡所采集的位移数据，并根据所述位移数据获取所述被测试件的响应信号，根据响应信号，获取功率谱密度函数，并根据功率谱密度函数，获得被测试件的工作模态频率;

至少两个平行设置的非接触式位移传感器中，一个非接触式位移传感器为固定式位移传感器，其他非接触式移传感器为移动式位移传感器；至少两个垂直设置的非接触式位移传感器中，一个非接触式位移传感器为固定式位移传感器，其他非接触式位移传感器为移动式位移传感器；

所述位移数据包括固定式位移传感器所采集的预定固定参考点的位移数据，以及移动式位移传感器所采集的预定固定参考点到预定测试终点过程中的位移数据；

所述数据分析装置在根据响应信号，获取功率谱密度函数时，计算预定固定参考点到预定测试终点过程中的响应信号与预定固定参考点的响应信号之间的互功率谱密度，并根据互功率谱密度拟合功率谱密度函数。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮储能飞轮转子的工作模态测试装置，其特征在于，非接触式位移传感器为激光位移传感器。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮储能飞轮转子的工作模态测试装置，其特征在于，所述被测试件为磁悬浮转子系统，所述磁悬浮转子系统包括被测飞轮转子，所述被测飞轮转子的两端与电磁轴承连接，所述电磁轴承设置于磁轴承座上，且所述被测飞轮转子的一端通过弹性离合器与设置于电机安装座上的驱动电机连接；至少两组非接触式位移传感器位于被测飞轮转子的侧方。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮储能飞轮转子的工作模态测试装置，其特征在于，固定式位移传感器位于所述被测飞轮转子一端部的电磁轴承外侧，移动式位移传感器位于所述被测飞轮转子该端部的电磁轴承内侧。

5.一种磁悬浮储能飞轮转子的工作模态测试方法，其特征在于，用于对运行过程中的被测试件的工作模态进行测试，包括：

利用至少两组非接触式位移传感器检测被测试件的位移数据；其中，一组非接触式位移传感器平行设置于被测试件的侧方，另一组非接触式位移传感器垂直设置被测试件的侧方；所述位移数据包括水平方向的位移数据和竖直方向的位移数据；

采集所述位移数据，并根据所述位移数据获取所述被测试件的响应信号，根据响应信号，获取功率谱密度函数，并根据功率谱密度函数，获得被测试件的工作模态频率；

水平方向的位移数据和竖直方向的位移数据均包括预定固定参考点的位移数据以及预定固定参考点到预定测试终点过程中的位移数据；

且根据所述位移数据获取所述被测试件的响应信号，根据响应信号，获取功率谱密度函数，并根据功率谱密度函数，获得被测试件的工作模态频率包括：

根据水平方向的位移数据，获取水平方向上的响应信号，并根据竖直方向的位移数据，获取竖直方向上的响应信号；

分别计算水平方向和竖直方向上，预定固定参考点到预定测试终点过程中的各响应信号与预定固定参考点的响应信号之间的互功率谱密度；

根据水平方向的互功率谱密度与竖直方向上的互功率谱密度，拟合功率谱密度函数；并根据功率谱密度函数，获取被测试件的工作模态频率。