CN112511054B 用于转子稳定的方法和系统 （通 用电气公司）

US2019128324A1,2019.0US6094989A,2000.08.01提供在转子组件处控制转子动力学的系统与转子组件磁连通且获得与转子组件对应的测2至少基于所述测量矢量和所述转子组件的转子速度，确定与至少基于所述测量矢量、所述转子速度和所述转子组件的至少基于所述交叉耦合刚度和与从所述磁致动器输出的所述电磁力相对应的阻尼因生成与所述转子组件的所述调整后的电磁力相其中，确定所述调整后的电磁力进一步基于与所述磁致动器包括所述转子组件的预定转子弯曲模式的所至少基于所确定的非同步振动的转子弯曲模式的确定的频率经由所述磁致动器为所述转子组件生成与所述输出信号相对应的所述调整后的电磁信号从输出电流转换为与所述调整后的电磁力至少基于所述交叉耦合刚度和在所述一段时间内的趋势化的所述非同步振动来确定3至少基于所述测量矢量和所述转子组件的转子速度，确定与至少基于所述测量矢量、所述转子速度和所述转子组件的至少基于所述交叉耦合刚度和与从所述磁致动器输出的所述电磁力相对应的阻尼因生成与所述转子组件的所述调整后的电磁力相其中，确定所述调整后的电磁力进一步基于与所述磁致动器基于包括转子弯曲模式的预定频率的所述预定转子至少基于所确定的非同步振动的转子弯曲模式的确定的频率将所述输出信号从与数字信号相对应的电流转换为与模拟信号相对应的电压，其中，经由所述磁致动器向所述转子组件处的所述磁性材料生成与所述输出信号相对应的至少基于所述交叉耦合刚度和在所述一段时间内的趋势化的所述非同步振动来确定出信号的积分，所述积分对应于到所述转子组件的与所述调整后的电磁力相对应的电流，4获得所述转子组件的转子速度信号，其中，所述转子速度信至少基于所述测量矢量和所述转子组件的所述转子速度信号，确至少基于所述测量矢量、所述转子速度信号和所述转子组件的预定转子动力学模型，至少基于所述交叉耦合刚度和与从所述磁致动器输出的所述电磁力相对应的阻尼因生成与所述转子组件的所述调整后的电磁力相其中，确定所述调整后的电磁力进一步基于与所述磁致动器电流的斜率与所述磁致动器和所述转子组件之间的所述间5[0002]阻尼系统(例如涡轮机的支承件组件处的挤压膜阻尼器)通常可以针对附接有阻的阻尼系统可能不足以在更有针对性的操作速度或条件下提供阻尼或足够的阻尼。例如，这样的宽频带宽阻尼系统可能不足以有效地提供相对于转子涡流(例如Alford涡流)或其6中，指令进一步包括经由磁致动器向转子组件生成与输出信号相对应的调整后的电磁力。[0011]在一个实施例中，测量矢量包括与转子组件相对应的至少两个正交方向振动信[0016]图2是可操作地连接到用于检测，减轻和衰减不希望的转子动力学的系统的转子[0018]图4是概述了用于检测，减轻和衰减来自转子组件的不期望的转子动力学的方法[0020]在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本发明的相同或相似特征或元实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改7括大于上限值的上限值的10％或小于下限值的下限值的10％以其他方式获得与来自转子组件90的操作的振动和系统100施加到其上的力相对应的信的各种实施例包括附接到轴92或转子94中的一个或多个的磁性材料96(图3)的至少一个区3)电磁连通的层压定子。磁致动器110被构造成至少基于用于控制本文进一步描述的转子不稳定力通常可以称为转子组件90处的切向力。不稳定力可以特别地指由于Alford力或组件90沿径向方向R的偏转而产生的切向力或摩擦力(称为交叉耦合力)引起的。切向力可能是由转子组件90与围绕转子组件90的壳体18之间的不均匀或不对称间隙引起的。例如，切向力可以由转子组件90的转子94相对于壳体18的内径或罩的不均匀叶片尖端间隙制器210被构造为操作磁致动器110并确定到转子组件90的输出EMF，以控制转子组件90处8以其他方式获得与转子组件90相对应的测量矢量。传感器102的各种实施例可以包括一个线电流和电压的基线EMF从磁致动器110提非同步振动信号。处理器212可以利用离散傅立叶变换来将实时输入转子速度和测量矢量动力学模型实时跟踪测量矢量和到磁致动器110的输入信号，以确定转子组件90处的交叉参数化交叉耦合刚度。到磁致动器110的输入信号可以包括来自控制器210处的功率单元转子组件90的初始操作期间，诸如在图1-2中的线122处示意性示出的到磁致动器110的输[0034]在发动机10处确定的交叉耦合刚度用于确定从磁致动器110到转子组件90的调整110的输出信号可以进一步包括对与所确定的交叉耦合刚度相对应的输出信号进行滤波。至少基于对应于非同步振动和转子动力学模型的转子弯曲模式的一个或多个确定的频率来对输出信号进行滤波。可以通过数模转换器130或DC/AC转换器来进行对输出信号的滤应于磁致动器110与转子组件90之间的期9[0035]现在参考图4，大致提供了概述用于控制涡轮机的转子组件处的转子动力学(例4概述的方法1000可以利用关于图2-3示出和描述的系统100来实施。方法1000可以进一步[0036]方法1000包括在1010处经由磁致动器向转子组件输出基线电磁力(EMF)。在转子表示可以确定传感器数据中感兴趣的一个或多个频率分量(例如振动信号)与转子组件处1040处的方法1000包括在1042处，获得振动信号或特别是与在1030处确定的NSV信号相关速度信号以及与转子组件处的转子弯曲的一个或多个频率相对应的一个或多个模种实施例中，在1058处转换输出信号是由数模转换器(例如，图2中的D/A转换器130)进行[0045]系统400可以进一步包括自适应稳定控制器450。自适应稳定控制器450至少基于线估计器提供致动器激励或稳定输入。实时估计器460以及与其相关联的方法1000的步骤[0047]系统400还包括至少部分地限定第一反馈控制器411的子同步滤波器或子同步滤统400包括比例控制器422，该比例控制器422被构造为稳定由磁致动器110(图1-2)生成的由(诸如经由方法1000在1056处所确定的包括交叉耦合刚度补偿器426，该交叉耦合刚度补偿器426被构造为至少基于(诸如经由方与用于磁致动器或支承件的无源阻尼器控制系统相比，子同步滤波器420基本上不提供针实施例中，来自系统400的电流的斜率与转子组件90和磁致动器110(图2)之间的间隙95成[0049]系统400可以包括第二反馈控制器412，该第二反馈控制器412向交叉耦合刚度补[0050]系统400还可以包括同步滤波器440，该同步滤波器440被构造为接收自感测控制器430输出的信号和来自转子组件90(图1-2)的速度信号。同步滤波器440可以包括傅立叶[0051]返回参考第一控制器411，系统400可以进一步包括性能健康监测(PHM)单元47214通常可以包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器以包括指令，当该指令由一个或多个处理器212执行时使一个或多个处理器212进行操作，接口模块230可用于从转子组件90或系统100、400中的一个或多个其他部分接收数据。另外，通信接口模块230还可以用于与发动机10的任何其他合适的部件(包括被构造为检测，几分之一秒内经由磁致动器110向转子组件90提供阻尼和反馈控制。由于转子组件的不稳方法1000可以在750毫秒内提供期望的阻尼和反馈。在又一个示例性实施例中，系统100、[0070]10.根据任何前述条项所述的系统，指令[0075]15.根据任何前述条项所述的涡轮机经由磁致动器向转子组件处的磁性材料生成与输出信号相对应的调磁致动器和转子组件的磁性材料之间的间隙相对应的比例补[0085]25.根据任何前述条项所述的方[0086]26.根据任何前述条项所述的方法[0087]