基于参考键相动态追踪的无转速叶尖定时测量方法

针对叶尖定时系统在测量转子叶片振动过程中转速同步传感器安装困难的问题,提出基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法。假设整级转子叶片间存在随机失谐,则在变转速工况下各叶片并非同时达到共振状态,在每转内,利用各叶片到达传感器的实测到达时间,计算叶片在相邻叶尖定时传感器间的局部平均转速与转子整圈平均转速的偏差值,判断同级所有叶片的振动状态,选择几乎不振动的叶片作为该圈的参考键相,计算目标叶片在该圈的振动位移值,依此类推,计算各圈目标叶片的振动位移,实现转子叶片在无转速参考下的非接触式振动测量。试验验证结果表明,与传统叶尖定时方法相比,利用该方法计算出的叶片振动位移所辨识出的叶片振动频率相对误差小于0.2%,振动位移相对误差小于10%,说明基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法不仅能在无转速参考的情况下准确计算出叶片的振动位移,更能准确地辨识出叶片振动参数。

基于多键相的变转速下旋转叶片振动监测方法

为了解决传统的叶尖定时技术在变转速条件下难以有效监测到叶片振动信息的问题,提出了一种基于多参考键相的变转速下叶片振动监测方法,即在转轴上均匀布置多个键相参考点,实现转速的精确估计,同时在参考键相间按照所囊括叶片数量插入虚拟参考点,以虚拟参考点为标记实现变转速下叶片振动的测量,该方法同样适用于恒转速下叶片振动的测量。基于所提方法推导了变转速状态下叶片振动测量的表达方程,并通过数值建模和实验仿真验证了该方法的可行性和适用性,分析结果表明:基于多键相的变转速下旋转叶片振动监测方法与传统方法相比,平均相对测量误差从200%以上降至7%以下,突破了叶尖定时技术在变转速下难以测量的技术瓶颈。