INV1612多功能柔性转子实验系统帮助.docx

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INV1612多功能柔性转子实验系统帮助

CoinvDASP 转子实验

转子实验模块软件是配合INV1612型多功能柔性转子实验系统的软件模块，可进行INV1612系统的基本实验项目（关于该系统的选择实验项目需要其它模块的软件），完成关于临界转速、轴心轨迹、油膜涡动和油膜振荡、旋转振动特性、启停机彩色谱阵、幅值转速特性、台体振动和柔性转子振型测量等实验。

 进入本模块软件之后，将出现如图8.2.1的窗口，其中上部的工具条可以进行各种设置和测量等基本操作，左边的操作控制区可以进行有关分析和显示的操作，图形区域则根据不同要求显示当前的测量结果图形和数据。

详细操作请参见：

8.2.1设置测量参数

8.2.2测量和结果存取

8.2.3改变分析方法

8.2.4转子振型测量

8.2.5显示分析设置

8.2.6虚拟仪器

8.2.1设置测量参数  

 在进行测量之前，首先应根据实验指导书的要求正确安装传感器，一般包括用于转速测量的涡流式传感器（或光电式传感器）、用于转轴振动位移测量的涡流式位移传感器、用于台体或支座振动测量的速度传感器等，在正确位置安装传感器之后，便需要在软件中进行相应的设置。

方法为点击上方工具条的“设置”按钮，或者按[P]键，即可出现如图8.2.2的设置对话框。

 各项设置如下：

实验内容：

此项可以选择不同的实验内容，包括常规实验和振型实验。

除振型实验外，前面提到的其它实验均包含在常规实验中，点击“常规实验缺省值”和“振型实验缺省值”，即可将测量的各种参数设置为缺省的数值。

对于常规实验，采样频率将被缺省设置4通道测量，第一通道为转速，第二、三通道为位移，第四通道为台体振动测点，各测点传感器安装如图8.2.3（a）所示；对于振型实验，缺省设置为三通到水平或者垂直的位移测点，各测点传感器安装如图8.2.3（b）所示。

若实际实验的设置有所不同，也可以更改各项设置，如下所述。

图8.2.3典型的转子实验传感器安装位置示意图

采样参数：

此栏中可以设置采样频率和程控放大倍数，对于0～12000转/分的转子实验装置，为兼顾时域和频域精度，一般采样频率应设置在1024～4096Hz的范围较为合适，若要分析较高阶次的倍频，则需要根据采样鼎力适当增大采样频率。

程控放大可以将信号放大，单注意不要太大，以免信号过载。

测量通道参数：

测量通道数目项中可以选择使用多少个测量通道，下方的列表中可以设置各个通道的信号类型、标定值和工程单位。

X-Y图设置：

此栏中可以设置显示X-Y轴心轨迹图是使用哪两个通道的信号，注意此处必须选择在转轴同一位置的水平和垂直两个位移测点。

谱阵和幅值曲线图设置：

此栏中可以设置三维谱阵图和幅值－转速曲线图中使用哪个通道的信号进行分析，一般选择转轴的水平或垂直振动位移测点。

各项设置完毕后，按“确定”按钮即可开始进行测量。

8.2.2测量和结果存取 

 正确连接转子试验台装置和相关仪器，并在软件中进行对应的设置后，即可开始进行测量，此时仅需按上部的“测量”按钮即可，图形区中将显示各种测量结果。

 按“停止”按钮即可随时停止实验的测量过程。

 停止测量后，可以按“存盘”按钮，选择一个文件名称将实验测量数据进行保存，文件后缀为“CRS”。

 保存后的实验数据可以通过按“调盘”按钮调出并进行回放，此时出现如图8.2.4的对话框，从中可以通过三种方法调入实验数据：

       1调取最近保存的数据，其列表中列出最近的保存数据文件的全路径名称，并可任选一个；

       2浏览调入实验数据，通过文件“打开”对话框在计算机中选择后缀为”CRS”的数据文件；

       3调入例子数据，可以选择一个例子数据进行回放演示。

8.2.3改变分析方法 

在上部工具条中有一组选择按钮，如图8.2.5，可以选择不同的分析方法，包括如下几种：

图8.2.5选择不同的分析方法

1波形分析：

显示各通道的时域波形，进行对比读数等分析；

2频谱分析：

显示各通道的频谱曲线，进行对比和读数分析；

3波形和频谱双显分析：

同时包含波形和频谱的分析，如图8.2.6；

4XY图分析：

可选择转轴上某点的水平和垂直位移信号，进行轴心轨迹分析，并结合数字跟踪滤波，进行轴心轨迹的提纯等分析，如图8.2.7显示的是转子出现油膜涡动时的轴心轨迹；

5谱阵分析：

可进行转子的时间三维谱阵分析，在转子的升速或降速过程中，显示各时刻的频谱，并形成三维时间谱阵，使用彩图方式，横坐标为频率，纵坐标为时间，彩图的色彩反映频谱的大小。

该图可以清晰反映转子在升降速过程中的频谱变化特性，以及转子振动基频、半频、倍频等频率成分的全面信息，如图8.2.8，其中显示的是转子升速过程的三维彩色谱阵图，其中随着时间推移，转速不断增大，其中最亮的红线为频谱的基频成分，其右侧依次为2倍频、3倍频、4倍频…的频谱成分，在大约30秒的时间上，基频成分分最为强烈，表明此时经过第一界临界转速，读取此时的转速为3560r/min，即为一阶临界转速；而在大约40~50秒的时间上还出现了明显的半频成分，表明此时出现了油膜涡动和油膜振荡，使用素缎户光标读取此时的转速大约在6000～7000r/min的范围；

6幅值曲线：

可进行转轴振动位移信号的幅值－转速曲线，包括基频幅值－转速曲线和半频幅值－转速曲线，在转子的升速或降速过程中，进行幅值曲线的测量，可以分别反映转子振动基频幅值和半频幅值与转速的关系，并可以准确方便地确定临界转速的大小和发生油膜振荡的转速范围，如图8.2.9为转速升速过程中测量的幅值曲线，在基频图上可见在3500r/min附近幅值明显增大，表明此处为一阶临界转速，在半频图上可见在6700r/min附近幅值明显增大，表明此钻速附近发生了油膜涡动或油膜振荡。

附图：

8.2.4转子振型测量 

 在设置测量参数时，若设置常规实验参数，则在测量中可以任意选择上述几种分析方式，而若设置了振型实验参数，则只能选择第一种时域波形分析方法，此时出现如图8.2.10的振型测量分析界面，其中上部的曲线为转子的实时振型。

 在进行振型实验时，首先应按图8.2.3（b）的方式在转轴上均匀布置3个以上的涡流传感器，并且所有传感器都为水平方向或者都为垂直方向，并按次序接入采集仪的各个通道。

 按“设置”按钮，进入设置对话框，并按“振型实验缺省值”按钮，设为振型测量方式，若传感器数目大于3个，则相应更改通道数目和通道参数，最后按“确定”按钮完成设置。

 然后调节转子试验台的转速控制旋钮，使转子系统处于临界转速下运转，观察振型曲线，得到临界转速下的柔性转子振型。

注：

振型曲线中的点数比实际测点数目要多两个，分别为振型曲线最两边的点，这两点分别代表转轴在两个轴承座位置的点，在振型曲线中一般认为这两点是不动的。

 提示1：

通常转子的一阶振型为一次弯曲，二阶振型为二次弯曲，如图8.2.11示意。

附图：

8.2.5显示分析设置 

数字跟踪滤波设置

在左侧的操作控制区的“数字跟踪滤波”栏中，可设置跟踪滤波的方式，如下四种：

1．不滤波：

即不进行数字滤波；

2．基频1X带通滤波：

跟踪转速信号，对信号的基频成分进行带通滤波，仅仅保留基频成分，二滤除其它所有成分，可以用于轴心轨迹的提纯，在研究转子经过临界转速轴心轨迹的变化特性时，使用次滤波方式，可以更加清晰地表现转子基频轴心轨迹的变化过程，但是要注意的是，此方式下将半频成分滤除，从而不能进行油膜涡动和振荡现象的观察；

3．0～1X低通滤波：

跟踪转速信号，对信号的基频成分进行低通滤波，滤除基频以上的所有成分，该滤波方式下可以保留基频成分和半频成分，观察油膜涡动和油膜振荡的现象时可以消除各阶倍频的干扰；

4．0～2X低通滤波：

跟踪转速信号，对信号的2倍频成分进行低通滤波，滤除两倍频以上的所有成分。

注：

若测量中没有连接转速通道的信号，则以上的滤波操作将不起作用。

波形和频谱图显示设置

选择显示信号：

在该栏下可以选择是否显示某一类信号的波形和频谱曲线。

在转子实验中常常包括转速信号、转轴振动的位移信号、台体和支座的振动信号以及其它自由设置的信号，此处可以选择显示哪些信号。

分组重叠显示：

选中则将同一类信号重叠在一幅图中对比显示，不选中则各路信号分别独立显示；

尺度自动调整：

选择则自动调整显示的纵坐标尺度，使得不论信号大小，都能以较为合适的尺度进行显示，但有时不能直观反映信号幅度的变大或者变小。

频谱分析设置

加窗：

选择频谱分析的加窗函数，选择适当的窗函数，可以减小频谱的泄漏误差，提高谱峰数据的准确性，此设置将影响频谱图、三维彩色谱阵图和幅值－转速曲线图中的幅值。

标注阶次位置：

选择则将在频谱图的上方标注各阶次的位置，便于进行转子的各阶倍频的确定；

纵轴对数方式：

选择则频谱图的纵轴使用对数方式。

在线性方式下，有些频率成分（如倍频）的幅值较小而不明显，使用对数方式则可以较为明显地显示出这些幅值较小的频率成分；

横轴缩放：

按“拉开”按钮可以拉开频率轴，显示较小的频率范围，每次点击可以是频率范围减小100Hz，但最小不小于300Hz，按“收缩”按钮则使频率范围较大100Hz。

XY图轴心轨迹显示设置

同时显示波形和频谱：

选中此项可以在显示X-Y图的同时显示信号的波形和频谱图。

谱阵色彩设置：

可以对三维彩色谱阵设置不同的色彩方案，适应不同的显示效果。

8.2.6虚拟仪器 

 在“虚拟仪器”栏中可以打开转速表和幅值表。

转速表：

转速表如图8.2.12所示，其中转速栏显示当前测量过程中的转速，单位为r/min，基频栏显示转速对应的旋转频率，单位为Hz，点击“切”按钮，可以进行切换显示，使转速表切换到图形中，便于图形的保存和打印，再次按“切”，则切换回仪器对话框方式；按“×”按钮则关闭转速表。

幅值表：

幅值表如图8.2.13所示，其中可以显示某个通道信号的某个频率成分的幅值。

在“通道”栏中可以选择显示哪个通道的数据，在“频率”栏中可以选择是半频成分、基频成分还是2倍频成分的幅值，在“单峰值”栏中显示对应通道对应频率成分的单峰值幅值。

使用幅值表可以很方便地读取一些重要幅值数据。

点击“切”按钮，可以进行切换显示，使幅值表切换到图形中，便于图形的保存和打印，再次按“切”，则切换回仪器对话框方式；按“×”按钮则关闭幅值表。