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筆者以某300 MW機(jī)組14 MW給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子為例，分析在設(shè)計(jì)過(guò)程中轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速設(shè)置的合理性，并且用現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行核算。1 臨界轉(zhuǎn)速定義及計(jì)算分析轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)主要是研究具有軸向?qū)ΨQ特征的結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的振動(dòng)行為。轉(zhuǎn)子的振幅隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，到某一轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)生劇烈波動(dòng)，轉(zhuǎn)子的振幅達(dá)到最大值，該轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振幅又會(huì)逐漸減小。

轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)ansys仿真流程方法工程中的回轉(zhuǎn)機(jī)械，如渦輪機(jī)、電機(jī)等，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)常由于轉(zhuǎn)軸的彈性轉(zhuǎn)子偏心而發(fā)生橫向彎曲振動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某個(gè)特定值時(shí)，振幅會(huì)突然加大，振動(dòng)異常激烈，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)這個(gè)特定值時(shí)，振幅又會(huì)很快減小。使轉(zhuǎn)子發(fā)生激烈振動(dòng)的特定轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。工程師要做的就是查找轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，從而將系統(tǒng)修改轉(zhuǎn)速或者添加一定的支撐，來(lái)避開(kāi)臨界轉(zhuǎn)速。

在底層模型中，沒(méi)有直接計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速的方法。這就是利用 App 開(kāi)發(fā)器的優(yōu)勢(shì)。使用方法編輯器（在 App 開(kāi)發(fā)器中可用），可以很容易地編寫自己的方法來(lái)計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速。在開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)模擬器仿真 App 時(shí)就是這樣操作的。計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速的代碼的截圖如下所示。代碼顯示了臨界轉(zhuǎn)速是如何計(jì)算的。然后，計(jì)算出的臨界轉(zhuǎn)速以表格形式顯示在臨界轉(zhuǎn)速部分。

求該轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速及振型。

行星齒輪減速機(jī)匹配伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，主要是通過(guò)確定合適的減速比來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體方法如下： 1.根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速要求計(jì)算減速比：減速比(i=frac{伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速}/{負(fù)載目標(biāo)轉(zhuǎn)速})。例如，負(fù)載需要的轉(zhuǎn)速為100rpm，伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，則初步計(jì)算的減速比為30。 2.驗(yàn)證減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速：根據(jù)計(jì)算出的減速比，驗(yàn)證減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速是否滿足設(shè)備需求。

在不同的載荷步，多軸轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比可以改變，但轉(zhuǎn)速隨載荷步為升序。1. 問(wèn)題描述如下圖所示的多軸轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子1和轉(zhuǎn)子2位于XZ平面，轉(zhuǎn)子3與前者不在一個(gè)平面中。各轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度和軸徑以及圓盤厚度和半徑等見(jiàn)圖b、圖c，約束與連接如圖a所示。各轉(zhuǎn)子間的轉(zhuǎn)速比為1:3:2，各軸承剛度K11均為1E9N/m，K22均為2E9N/m。對(duì)此轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析和臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算。

SS6548D可通過(guò)對(duì)輸入進(jìn)行脈寬調(diào)制來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，如果將邏輯輸入設(shè)置為低電平，則芯片會(huì)進(jìn)入低功耗休眠模式，此外針對(duì)故障和短路問(wèn)題提供了全面保護(hù)，包括欠壓鎖定（UVLO），過(guò)流保護(hù)(OCP)及過(guò)熱保護(hù)(OTP)其高達(dá)16A的峰值輸出電流和8A持續(xù)電流能力，結(jié)合全面的保護(hù)功能與靈活的PWM控制，可提供高效電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案。

Workbench平臺(tái)中搭建電機(jī)多物理場(chǎng)耦合的NVH分析流程 然后、在Maxwell中建立電磁場(chǎng)模型，并對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置： 電磁場(chǎng)模型 電機(jī)轉(zhuǎn)速變量 電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)化（這里離散為10個(gè)轉(zhuǎn)速工況）

功率kw轉(zhuǎn)速rpm扭矩Nm0.0530000.16 0.430001.27 0.7530002.39 130003.18 1.230003.82 1.530004.78 電機(jī)扭矩計(jì)算公式 T=9550P

用轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)故障先兆量化指標(biāo)體系，為電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)提供了新的視角。在當(dāng)前數(shù)字化、智能化的工業(yè)環(huán)境中，構(gòu)建這樣一個(gè)指標(biāo)體系不僅能夠提升電機(jī)的可靠性與安全性，也為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能維護(hù)和管理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 一、降噪類算法 ·低通濾波：設(shè)計(jì)合適截止頻率的低通濾波器，如巴特沃斯低通濾波器。

用轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)故障先兆量化指標(biāo)體系，為電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)提供了新的視角。在當(dāng)前數(shù)字化、智能化的工業(yè)環(huán)境中，構(gòu)建這樣一個(gè)指標(biāo)體系不僅能夠提升電機(jī)的可靠性與安全性，也為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能維護(hù)和管理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 一、降噪類算法 ·低通濾波：設(shè)計(jì)合適截止頻率的低通濾波器，如巴特沃斯低通濾波器。

軸承的安裝誤差超過(guò)某一臨界值會(huì)使軸承噪聲急劇增大，而臨界角隨軸承徑向游隙減小而減小。圖一表示某單列內(nèi)心軸承在不同徑向游隙時(shí)安裝誤差角對(duì)噪聲的關(guān)系。 3. 電磁噪聲 作用在電機(jī)定、轉(zhuǎn)子空氣隙中的交變電磁力會(huì)使電機(jī)定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲。

轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的橫向振動(dòng)計(jì)算分析 通過(guò)分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)應(yīng)變能、動(dòng)能分布情況，判斷轉(zhuǎn)子振型，以及軸承、支撐、轉(zhuǎn)子及其零部件在不同振型下運(yùn)動(dòng)形態(tài)和特征； 通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速分析，得到轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與支承剛度變化規(guī)律； 通過(guò)伯德圖計(jì)算由不平衡力，軸彎曲或盤傾斜等原因引起的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)同步響應(yīng)，可直接在圖中顯示臨界轉(zhuǎn)速及工作轉(zhuǎn)速范圍，以方便校核工作轉(zhuǎn)速是否滿足API中關(guān)于隔離裕度的要求； 通過(guò)非線性諧波響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)分析能得到相應(yīng)的軸心軌跡圖

?? 設(shè)計(jì)階段時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，使空壓機(jī)的工作轉(zhuǎn)速避開(kāi)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。

作者：金鵬 HBK中國(guó)區(qū)應(yīng)用服務(wù)經(jīng)理 電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng) 即使電機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，電機(jī)的瞬間轉(zhuǎn)速仍然會(huì)出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)。 當(dāng)這種波動(dòng)現(xiàn)象的頻率比較低時(shí)，常常給人帶來(lái)很差的主觀感受。 因此，在試驗(yàn)中需要測(cè)試電機(jī)轉(zhuǎn)速。 當(dāng)被測(cè)電機(jī)較小或其他原因不方便直接測(cè)試轉(zhuǎn)速時(shí)，也可采用振動(dòng)噪聲信號(hào)提取出轉(zhuǎn)速。

對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡，使轉(zhuǎn)子的偏心盡可能小； 設(shè)計(jì)階段時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，使空壓機(jī)的工作轉(zhuǎn)速避開(kāi)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速； 對(duì)軸承的氣膜和彈性支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合求解和優(yōu)化，得到軸承最佳的剛度和阻尼，盡可能的降低轉(zhuǎn)子的次同步振動(dòng)。

3.選擇合適電機(jī)：若負(fù)載無(wú)需調(diào)速或只需粗略調(diào)速，可選用普通異步電機(jī)配合減速機(jī)；若需要精確調(diào)速，如精度要求在±1%以內(nèi)，應(yīng)選擇變頻電機(jī)、伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)等。對(duì)于高頻啟停或正反轉(zhuǎn)的負(fù)載，需選擇響應(yīng)能力快的伺服電機(jī)或直流電機(jī)，以保證轉(zhuǎn)速能快速匹配負(fù)載變化。 4.考慮調(diào)速范圍與精度：參考無(wú)級(jí)變速減速機(jī)的調(diào)速范圍，盡量將轉(zhuǎn)速調(diào)到中間偏上位置，避免因調(diào)速太慢輸出無(wú)力或調(diào)速太快導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱。

4、超速試驗(yàn)可根據(jù)具體情況選用被試驅(qū)動(dòng)電機(jī)空載自轉(zhuǎn)或原動(dòng)機(jī)(測(cè)功機(jī))拖動(dòng)法。a)采用被試驅(qū)動(dòng)電機(jī)空載自轉(zhuǎn)的方法:試驗(yàn)時(shí),被試驅(qū)動(dòng)電機(jī)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的控制下,平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)至1.2倍最高工作轉(zhuǎn)速,并在此轉(zhuǎn)速點(diǎn)空載運(yùn)行不低于2min。b)采用原動(dòng)機(jī)(測(cè)功機(jī))拖動(dòng)法:被試驅(qū)動(dòng)電機(jī)不通電,在原動(dòng)機(jī)(測(cè)功機(jī))拖動(dòng)下平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)至1.2倍最高工作轉(zhuǎn)速,并在此轉(zhuǎn)速點(diǎn)空載運(yùn)行不低于2min。

3 階次圖 3.1 瀑布圖 waterfall graph 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)軸部件從啟動(dòng)、升速到額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程經(jīng)歷了全部轉(zhuǎn)速的變化，因此在各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)下的振動(dòng)狀態(tài)可用來(lái)對(duì)機(jī)器的臨界轉(zhuǎn)速、固有頻率等參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。

瀑布圖旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)軸部件從啟動(dòng)、升速到額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程經(jīng)歷了全部轉(zhuǎn)速的變化，因此在各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)下的振動(dòng)狀態(tài)可用來(lái)對(duì)機(jī)器的臨界轉(zhuǎn)速、固有頻率等參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。