鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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廠房負壓風機_離心風機變型設(shè)計電壓調(diào)節(jié)器的功用 單雙盤轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)
離心通風機變型設(shè)計
現(xiàn)有風機中有很多性能優(yōu)良，但由于用戶要求的多樣性，已有產(chǎn)品中往往選不到合適的風機和�；O(shè)計對象。重新設(shè)計新產(chǎn)品則需要氣動計算、模型試驗、工藝設(shè)計，模具制造等一系列復雜過程，成本高、周期長。這時可采用變型設(shè)計，即僅改變原有風機個別幾何參數(shù)來滿足設(shè)計要求。變型設(shè)計有試驗數(shù)據(jù)和實際產(chǎn)品為依據(jù)，設(shè)計計算可靠，不必進行模型試驗；還可利用現(xiàn)有圖紙資料、模具工裝，降低了成本，縮短了設(shè)計制造周期。
變型設(shè)計原理
當選型設(shè)計和�；O(shè)計都不能滿足設(shè)計要求時，選用比轉(zhuǎn)速相差不多，性能較好的離心風機進行變型設(shè)計。在變型量控制在一定范圍內(nèi)時，可以認為變型設(shè)計點的效率近似不變。變型設(shè)計方法主要有：①變?nèi)~輪寬度；②變?nèi)~片數(shù)；③變?nèi)~輪外徑及出口安裝角或葉片型線；④變?nèi)~片進口安裝角。
一、變?nèi)~輪寬度
變?nèi)~輪寬度的變型設(shè)計方法，適用于風機滿足用戶提出的壓力要求，而不滿足流量要求。按設(shè)計要求的技術(shù)能數(shù)，計算出比轉(zhuǎn)速后，選擇與計算比轉(zhuǎn)速接近，效率較高的風機，從其無因次性能曲線上找出變型工況點得到流量系數(shù)，按設(shè)計全壓要求求得所需風機葉輪直徑。依此為依據(jù)得到變型設(shè)計的模型風機。
作兩點假設(shè)：①不考慮由于寬度變形而引起的軸向渦流變化；②不考慮由于寬度變化引起的附面層變化。
在此基礎(chǔ)上，按下面兩種情況進行變寬度計算：①滿足進口速度三角形相似；②滿足出口速度三角形相似。
寬度改變以后，全壓可能會有所變化，因此要計算全壓是否在設(shè)計壓力允許波動范圍。
二、變?nèi)~片數(shù)
變?nèi)~片數(shù)方法適用于風量滿足用戶要求，而風壓不滿足要求的情況，按滿足風量要求，求得所需模型風機，并得到對應(yīng)各幾何參數(shù)（按比例常數(shù)求得）。變?nèi)~片數(shù)后，主要考慮滑移系數(shù)Ｋ發(fā)生變化，滑移系數(shù)Ｋ可按模型風機的實驗結(jié)果和滑移系數(shù)的計算公式進行修正計算。
三、變?nèi)~輪出口參數(shù)或葉片型線
這一方法適用于模型風機滿足全壓或流量其中一個要求，而另一要求與模型風機參數(shù)相差不多的情況。通過改變?nèi)~輪出口幾何參數(shù)或葉片型線來滿足設(shè)計要求。有三種情況：①變?nèi)~輪外徑葉片出口安裝角β，不變?nèi)~片型線；②變?nèi)~輪外徑，葉片型線，不變?nèi)~片出口安裝角β；③變?nèi)~片出口安裝角β，葉片型線，不變?nèi)~輪外徑。
１、 先滿足流量或全壓要求得出模化風機；
２、 滑移系數(shù)的修正計算仍使用變?nèi)~片數(shù)時的計算方法；
３、 對計算結(jié)果進行驗算。
四、變?nèi)~片進口參數(shù)
葉片進口參數(shù)同時影響著通風機的流量與全壓，因此，不能先滿足其中一個要求，經(jīng)修正后滿足另一要求，也就是說，不能先確定模型風機，只能是同時確定模型風機及變形后的葉片進口參數(shù)。
由于交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動機驅(qū)動的，因此交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機的輸出電壓發(fā)生較大變化，無法滿足汽車用電設(shè)備的工作要求。為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機必須配用電壓調(diào)節(jié)器。
電壓調(diào)節(jié)器功用：使交流發(fā)電機輸出電壓在發(fā)動機所有工況下基本保持恒定。
本文鏈接: 電壓調(diào)節(jié)器的功用
鋒速達是負壓風機生產(chǎn)廠家|水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)保空調(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風機廠家，下面鋒速達和大家一起討論： 上一篇: 開式凝結(jié)水盤設(shè)計調(diào)整 下一篇: 風機盤管的施工過程 發(fā)表評論 取消回復
轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是在頻率不變的不平衡激振力下產(chǎn)生的，而瞬態(tài)響應(yīng)的激振力頻率是時刻變化的。激振力的不同使得轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)有很大的差別。因為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)存在阻尼，阻尼的滯后作用使得振幅響應(yīng)滯后于不平衡激振力，激振力頻率變化得越快，響應(yīng)滯后得就越多[1]。
針對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)發(fā)展了兩種平衡轉(zhuǎn)子的方法——穩(wěn)態(tài)平衡法和瞬態(tài)動平衡法。穩(wěn)態(tài)平衡法比較簡單可行，但對柔性轉(zhuǎn)子平衡轉(zhuǎn)速在臨界轉(zhuǎn)速附近，平衡時危險性很大；而瞬態(tài)動平衡則可以很大的加速度迅速跨過臨界轉(zhuǎn)速，使振幅大幅度下降，減小平衡的危險性，但瞬態(tài)動平衡比穩(wěn)態(tài)平衡難度大[2]。國外 Gregory L.Reed 曾做過加速度大小對轉(zhuǎn)子啟動過程振幅的影響分析[3]，為了進一步了解穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)振幅及臨界轉(zhuǎn)速的差別，進而確定轉(zhuǎn)子動平衡的平衡方法，分析加速度對轉(zhuǎn)子瞬態(tài)響應(yīng)的影響規(guī)律。
1 Jeffcott轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)對比分析 轉(zhuǎn)子的物理模型見圖1，具體尺寸參數(shù)：軸的直徑d=1.7cm，跨距52cm，盤的直徑D=12cm，厚5cm，質(zhì)量m=4.7kg，不平衡量me=1.41×10-5kg·m，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在盤A-A截面處的剛度系數(shù)為3.3×105N/m，阻尼Ce=20N·s/m。
通過matlab中的simulink動態(tài)仿真模塊對上式方程組進行數(shù)值求解，得到不同加速度下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振幅響應(yīng)[5]。令自轉(zhuǎn)角加速度й=0 ，則可得到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。因此先令初始自轉(zhuǎn)角加速度й=35rad/s2，計算得出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，然后再令й=0 ，取不同的自轉(zhuǎn)角速度й，得出不同自轉(zhuǎn)角速度下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，將這些數(shù)據(jù)在同一個圖上表示出來，即能反映出 Jeffcott 轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的差別。
Jeffcott 轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的對比分析見圖2。分析圖2得出：隨著加速度a的增大，轉(zhuǎn)子的振幅下降，臨界轉(zhuǎn)速增加；轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)振幅在臨界轉(zhuǎn)速附近要明顯高于瞬態(tài)響應(yīng)，但在轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的80%區(qū)域內(nèi)，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)是相同的，此時可采取穩(wěn)態(tài)平衡法，相反在高于臨界轉(zhuǎn)速80%的區(qū)域則應(yīng)采用瞬態(tài)動平衡法；轉(zhuǎn)子在以角加速度為35rad/s2的加速過程中，最大振幅為1.165×10-4m ，對應(yīng)轉(zhuǎn)速為 2631r/min，而穩(wěn)態(tài)響應(yīng)最大振幅為1.8684×,工廠通風;10-4m ，對應(yīng)轉(zhuǎn)速為2531r/min。計算后知穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值高出了瞬態(tài)響應(yīng)的60%，瞬態(tài)響應(yīng)出現(xiàn)峰值的轉(zhuǎn)速比穩(wěn)態(tài)響應(yīng)滯后了100r/min。因此對于一個不平衡的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)長期運行于臨界轉(zhuǎn)速附近是非常危險的。對于需要工作在高于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，必須以很大的加速度迅速跨過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域，以防轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在臨界轉(zhuǎn)速附近因振幅過大而直接損壞，造成不必要的損失。
2 單盤懸臂轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)對比分析
轉(zhuǎn)子的物理模型見圖3，L1=0.24m,L2=0.96m,L3=0.05m；k1、k2分別為兩支撐的剛度，k1=1×106N/m，k2=1×108N/m；輪盤質(zhì)量m=20kg，直徑D=0.5m, 偏心矩e=9.6×10-4m ，盤的自轉(zhuǎn)角加速度a=50rad/s2；軸的直徑d=3cm。為便于用傳遞矩陣對其進行研究，在軸上做出了6個截面。
利用傳遞矩陣法推導出單盤懸臂轉(zhuǎn)子的運動微分方程為
如同Jeffcott轉(zhuǎn)子一樣，設(shè)定角加速度a＝0rad/s2，取不同自轉(zhuǎn)角速度30rad/s、50rad/s、70rad/s、100rad/s、120rad/s等值，通過求解上式方程組得出不同轉(zhuǎn)速下懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；再取a＝50rad/s2，得出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。然后在一張圖上畫出穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的計算結(jié)果，見圖4。
分析圖4看出：隨著加速度的增大，轉(zhuǎn)子振幅減小，臨界轉(zhuǎn)速增加；單盤懸臂轉(zhuǎn)子的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)峰值在臨界轉(zhuǎn)速附近要明顯高于瞬態(tài)響應(yīng)；出現(xiàn)峰值時的轉(zhuǎn)速，瞬態(tài)要滯后于穩(wěn)態(tài)，且加速度越大，滯后的越多；當轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的70%時，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)是相同的。從圖中還可以看出，轉(zhuǎn)子在以角加速度為50rad/s2的加速過程中，振幅最大峰值為1.85×10-4m，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1425r/min，而穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值為3.2514×10-4m ，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1299r/min，計算后知穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值要高出瞬態(tài)響應(yīng)的75.7%，瞬態(tài)響應(yīng)出現(xiàn)峰值的轉(zhuǎn)速滯后穩(wěn)態(tài)響應(yīng)126r/min。
3 雙盤轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)對比分析雙盤轉(zhuǎn)子的物理模型見圖5，兩盤的質(zhì)量分別為m1=5kg，m2=10kg，兩盤的直徑分別為D1=0.2m，D2=0.4m，兩盤的偏心距分別為e1=e2=2×10-5m，兩盤處的阻尼分別為Ce1=100N·s/m、Ce2=100N.s/m，彈性支承的剛度分別為k1=k2=5.63×105N/m；各軸段的長度分別為L1=0.2m，L2=0.5m，L3=0,負壓風機價格.7m，L4=0.1m；各軸段的直徑為D＝0.03m；加速度為30rad/s2。
利用傳遞矩陣法得到上面雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動微分方程為
上式中的各系數(shù)如下(A為1～4截面的傳遞矩陣，C為5～8截面的傳遞矩陣，B=CA)：
雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動微分方程明顯要比單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復雜得多，從4個方程變成了8個。利用matlab中的simulink動態(tài)仿真模塊對該方程組進行求解，令角加速度й＝0，取自轉(zhuǎn)角速度分別為20rad/s、60rad/s、110rad/s、140rad/s、160rad/s等值，得出雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。然后再令й＝100rad/s2，求出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的加速瞬態(tài)響應(yīng)，最后將穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)的結(jié)果繪于同一張圖上，對它們進行比較，見圖6和圖7。
分析圖6和圖7知：雙盤轉(zhuǎn)子隨著加速度的增大，兩盤振幅減小，臨界轉(zhuǎn)速上升；由圖上標出的數(shù)值看出，在一階臨界轉(zhuǎn)速，1盤穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值高出瞬態(tài)響應(yīng)的21％，2盤穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值高出瞬態(tài)響應(yīng)的27％。1盤瞬態(tài)響應(yīng)峰值出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速要滯后穩(wěn)態(tài)響應(yīng)161rad/s，2盤瞬態(tài)響應(yīng)峰值出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速要滯后穩(wěn)態(tài)響應(yīng)151rad/s；在二階臨界轉(zhuǎn)速，1盤穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值高出瞬態(tài)響應(yīng)的11,工廠車間通風降溫.2％，2盤穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的峰值高出瞬態(tài)響應(yīng)的7％，1盤瞬態(tài)響應(yīng)峰值出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速要滯后穩(wěn)態(tài)響應(yīng)127rad/s，2盤瞬態(tài)響應(yīng)峰值出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速要滯后穩(wěn)態(tài)響應(yīng)134rad/s。
4 結(jié)論通過上面對單雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的各種模型的大量數(shù)值仿真得出：隨著轉(zhuǎn)子加速度的增大，轉(zhuǎn)子振幅下降，臨界轉(zhuǎn)速上升；穩(wěn)態(tài)響應(yīng)峰值要大于瞬態(tài)響應(yīng)；瞬態(tài)響應(yīng)出現(xiàn)峰值的轉(zhuǎn)速要滯后于穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
上述得出的結(jié)論與理論相符。因為當轉(zhuǎn)子越過臨界轉(zhuǎn)速時，撓度要明顯加大，輪盤質(zhì)心的切線速度就會相應(yīng)得到提高，致使轉(zhuǎn)子的動能提高很多。這部分動能的增量是由外力矩做功獲得的。因為旋轉(zhuǎn)的輪盤在撓度增加時，要受到哥氏慣性力的作用，由其形成的阻力矩需由外力矩來克服，所以，外力矩消耗的功是用于轉(zhuǎn)變成撓度增加所需要的動能�？梢娤到y(tǒng)能量的增加是一種能量的積累過程，轉(zhuǎn)子增速的快慢，將直接影響能量積累的時間，從而影響撓度的增加以及對應(yīng)于撓度峰值的轉(zhuǎn)速。如果提高轉(zhuǎn)子增速的速率，使越過臨界狀態(tài)的時間相應(yīng)縮短，那么，臨界轉(zhuǎn)速的撓度就會變小，其峰值也會滯后出現(xiàn)。而穩(wěn)態(tài)響應(yīng)則相當于加速無窮緩慢，使能量積累時間無限長，因而能量積聚的越多，振幅越大。
參 考 文 獻［１］ 顧家柳，等.轉(zhuǎn)子動力學[M].國防工業(yè)出版社，1985.12.
［２］ 鐘一愕,何衍宗,王正,等.轉(zhuǎn)子動力學[M].北京:清華大學出版社，1987.11.
［３］ Gregory L.Reed Theoretical And Experimental Investigation Of The Response Of A Rotor Accelerating Through Critical Speed NAVAL POSTGRADUATE SCHOOL 1995.
［４］ 和興鎖.理論力學[M]. 科學出版社 ,2005.6.
［５］ 陳桂明，張明照，戚紅雨，等.應(yīng)用Matlab建模與仿真[M]. 科學出版社，2001.
日前在京與全球著名半導體供應(yīng)商英飛凌簽署核心技術(shù)變流器模塊技術(shù)引進協(xié)議，該協(xié)議沒有授權(quán)期限及生產(chǎn)配額的限制。業(yè)內(nèi)分析人士認為，此舉釋放出金風科技在未來企業(yè)發(fā)展中的三大信號。
首先，變流器模塊技術(shù)是影響直驅(qū)永磁風電機組低電壓穿越和成本效益的核心系統(tǒng)，被認為是實現(xiàn)“電網(wǎng)友好型”風電的關(guān)鍵技術(shù)。金風科技董事長武鋼說，近年來，電網(wǎng)對風電的發(fā)展提出更高的要求，金風科技引起核心技術(shù)旨在致力于“電網(wǎng)友好型”風電的發(fā)展方向。
其次，金風科技從2007年開始在英飛凌支持下自主研制變流器，此次簽署技術(shù)協(xié)議后，金風科技從英飛凌獲得“兆瓦級風力發(fā)電機組變流器模塊”的國內(nèi)生產(chǎn)權(quán)，其生產(chǎn)模塊將應(yīng)用到1 .5 MW和2.5MW風電機組中，并逐漸向3.0MW直驅(qū)機組擴展。這表明，隨著國內(nèi)風電機組大功率化趨勢的加劇，金風科技開始加強對大功率直驅(qū)風機核心技術(shù)的掌控能力。
其三，據(jù)介紹，全功率變流器在風電機組核心技術(shù)部件總成本中占15%。金風科技引進英飛凌變流器模塊技術(shù)并批量自產(chǎn)后，無疑將降低企業(yè)成本，提高市場競爭力。武鋼表示，“這項技術(shù)引進及自產(chǎn)在帶來顯著成本效益的同時，還將有效確保變流器核心模塊的即時供應(yīng)，增強企業(yè)服務(wù)客戶的能力。更重要的是，我們還能從中學習到以英飛凌為代表的先進德國生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制經(jīng)驗，對提高公司整體生產(chǎn)管控水平大有裨益。”
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