一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統技術方案

一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統，包括轉子、保溫罩和3個加熱子系統，每一個加熱子系統都由加熱管、溫控器、雙向可控硅模塊以及用于測量轉子表面溫度的傳感器組成，轉子的中間部分設置加熱保溫罩，對轉子表面進行加熱保溫并防止散熱；3個加熱子系統在加熱和溫度控制過程中相互獨立，在每一個子系統回路中，溫控器接受轉子表面溫度信號，與設定的目標溫度進行比較，按照控制算法通過運算控制雙向可控硅模塊導通角的大小，實現轉子表面溫度的閉環控制，本發明專利技術可通過分組或全部接通各加熱子系統回路獲得實驗所需的轉子表面徑向溫差或轉子表面均勻溫度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及轉子熱彎曲振動測試
，尤其涉及一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統。
技術介紹
重型燃氣輪機、壓縮機等旋轉機械的轉子系統因冷卻不均勻、潤滑膜不均勻、粘度剪切效應等會造成徑向溫差，從而發生熱彎曲變形，如果在較大的熱彎曲狀態下熱啟動，會使轉子系統的振動加劇，影響旋轉機械的運行穩定性，甚至導致嚴重事故。因此，有必要開展轉子系統的熱彎曲振動實驗研究，為旋轉機械的安全穩定運行提供依據。實驗中，轉子表面的溫度場分布及測量是研究熱彎曲振動響應的前提，轉子徑向溫差的實現及控制是研究溫差與熱彎曲變形關系的關鍵，加熱系統的構建及溫度控制系統的設計是整個實驗的重要部分。盡管已有文獻也開展了轉子溫度場及熱彎曲變形的測量實驗，但都沒有建立能夠實現轉子徑向溫差控制的相關加熱系統。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統，其中的溫控環節決定了轉子表面溫度的變化范圍以及控制精度，能夠根據轉子的當前表面溫度對加熱系統進行參數調整，實現溫度的閉環控制，從而獲得實驗所需的轉子表面徑向溫差或轉子表面均勻溫度。 為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為： 一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統，包括轉子1，轉子1的中間部分設置加熱保溫罩2，在保溫罩2上沿圓周方向均勻布置第一加熱管3、第二加熱管4、第三加熱管5、第四加熱管6、第五加熱管7和第六加熱管8； 第一加熱管3和第六加熱管8并聯之后，與電源連接，構成第一加熱子系統9的主回路；在第一加熱子系統9的主回路中串入第一雙向可控硅模塊12，在第一雙向可控硅模塊12兩極間并聯第一電阻13和第一電容14，第一雙向可控硅模塊12的陰極以及柵極和第一溫控器15連接；第一溫控器15上連接有第一溫度傳感器16，第一溫度傳感器16布置在保溫罩2的正上方； 第三加熱管5和第四加熱管6并聯之后，與電源連接，構成第二加熱子系統10的主回路；在第二加熱子系統10的主回路中串入第二雙向可控硅模塊17，在第二雙向可控硅模塊17兩極間并聯第二電阻18和第二電容19，第二雙向可控硅模塊17的陰極以及柵極和第二溫控器20連接；第二溫控器20上連接有第二溫度傳感器21，第二溫度傳感器21布置在保溫罩2的正下方； 第二加熱管4和第五加熱管7并聯之后，與電源連接，構成第三加熱子系統11的主回路；在第三加熱子系統11的主回路中串入第三雙向可控硅模塊22，在第三雙向可控硅模塊22兩極間并聯第三電阻23和第三電容24，第三雙向可控硅模塊22的陰極以及柵極和第三溫控器25連接；第三溫控器25上連接有第三溫度傳感器26，第三溫度傳感器26布置在保溫罩2的正前方。 所述的第一加熱子系統9、第二加熱子系統10、第三加熱子系統11在加熱和溫度控制過程中相互獨立，在每一個子系統回路中，溫控器接受轉子表面溫度信號，與設定的目標溫度進行比較，控制雙向可控硅模塊導通角的大小，實現轉子表面溫度的閉環控制。 本專利技術的有益結果是：可以對轉子表面進行加熱保溫并實現溫度的閉環控制，從而獲得實驗所需的轉子表面溫度，并通過對3個加熱子系統的獨立控制實現轉子表面的徑向溫差控制，結構簡單，操作方便，尤其適用于實驗室使用。 附圖說明 圖1是本專利技術轉子1的結構示意圖。 圖2是本專利技術加熱管和溫度傳感器的布置圖，為圖1的A—A剖視圖。 圖3是本專利技術加熱系統的構成示意圖。 圖4是本專利技術加熱子系統閉環溫度控制原理框圖，圖中，r(t)為目標溫度設定值，y(t)為現場實際溫度值，e(t)為溫度設定值與實際溫度值所構成的控制偏差，有e(t)＝r(t)-y(t)，e(t)作為控制器的輸入，u(t)作為控制器的輸出和被控溫度的輸入。 具體實施方式 下面結合附圖對本專利技術的結構原理及工作原理作進一步詳細說明。 參見圖1、圖2，一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統，包括轉子1，轉子1的中間部分設置加熱保溫罩2對其進行加熱保溫并防止散熱，在保溫罩2上沿圓周方向均勻布置第一加熱管3、第二加熱管4、第三加熱管5、第四加熱管6、第五加熱管7和第六加熱管8； 參見圖3，第一加熱管3和第六加熱管8并聯之后，與電源連接，構成第一加熱子系統9的主回路；在第一加熱子系統9的主回路中串入第一雙向可控硅模塊12，在第一雙向可控硅模塊12兩極間并聯第一電阻13和第一電容14，第一雙向可控硅模塊12的陰極以及柵極和第一溫控器15連接；第一溫控器15上連接有第一溫度傳感器16，第一溫度傳感器16布置在保溫罩2的正上方，用于測量轉子1的上表面溫度； 第三加熱管5和第四加熱管6并聯之后，與電源連接，構成第二加熱子系統10的主回路；在第二加熱子系統10的主回路中串入第二雙向可控硅模塊17，在第二雙向可控硅模塊17兩極間并聯第二電阻18和第二電容19，第二雙向可控硅模塊17的陰極以及柵極和第二溫控器20連接；第二溫控器20上連接有第二溫度傳感器21，第二溫度傳感器21布置在保溫罩2的正下方，用于測量轉子1的下表面溫度； 第二加熱管4和第五加熱管7并聯之后，與電源連接，構成第三加熱子系統11的主回路；在第三加熱子系統11的主回路中串入第三雙向可控硅模塊22，在第三雙向可控硅模塊22兩極間并聯第三電阻23和第三電容24，第三雙向可控硅模塊22的陰極以及柵極和第三溫控器25連接；第三溫控器25上連接有第三溫度傳感器26，第三溫度傳感器26布置在保溫罩2的正前方，用于測量轉子水平側表面溫度。 所述的第一加熱子系統9、第二加熱子系統10、第三加熱子系統11在加熱和溫度控制過程中相互獨立，在每一個子系統回路中，溫控器接受轉子表面溫度信號，與設定的目標溫度進行比較，控制雙向可控硅模塊導通角的大小，實現轉子表面溫度的閉環控制。 本專利技術的工作原理為： 參照圖4，在對轉子表面進行加熱和溫度控制的過程中，第一加熱子系統9、第二加熱子系統10和第三加熱子系統11相互獨立，如果實驗要求轉子上下表面產生一定的溫度差△t，設定第一溫控器15和第二溫控器20所控制的目標溫度分別為SV1＝t1和SV2＝t2，滿足t1-t2＝△t，接通第一加熱子系統9和第二加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統，包括轉子(1)，其特征在于：轉子(1)的中間部分設置加熱保溫罩(2)，在保溫罩(2)上沿圓周方向均勻布置第一加熱管(3)、第二加熱管(4)、第三加熱管(5)、第四加熱管(6)、第五加熱管(7)和第六加熱管(8)；第一加熱管(3)和第六加熱管(8)并聯之后，與電源連接，構成第一加熱子系統(9)的主回路；在第一加熱子系統(9)的主回路中串入第一雙向可控硅模塊(12)，在第一雙向可控硅模塊(12)兩極間并聯第一電阻(13)和第一電容(14)，第一雙向可控硅模塊(12)的陰極以及柵極和第一溫控器(15)連接；第一溫控器(15)上連接有第一溫度傳感器(16)，第一溫度傳感器(16)布置在保溫罩(2)的正上方；第三加熱管(5)和第四加熱管(6)并聯之后，與電源連接，構成第二加熱子系統(10)的主回路；在第二加熱子系統(10)的主回路中串入第二雙向可控硅模塊(17)，在第二雙向可控硅模塊(17)兩極間并聯第二電阻(18)和第二電容(19)，第二雙向可控硅模塊(17)的陰極以及柵極和第二溫控器(20)連接；第二溫控器(20)上連接有第二溫度傳感器(21)，第二溫度傳感器(21)布置在保溫罩(2)的正下方；第二加熱管(4)和第五加熱管(7)并聯之后，與電源連接，構成第三加熱子系統(11)的主回路；在第三加熱子系統(11)的主回路中串入第三雙向可控硅模塊(22)，在第三雙向可控硅模塊(22)兩極間并聯第三電阻(23)和第三電容(24)，第三雙向可控硅模塊(22)的陰極以及柵極和第三溫控器(25)連接；第三溫控器(25)上連接有第三溫度傳感器(26)，第三溫度傳感器(26)布置在保溫罩(2)的正前方。...

【技術特征摘要】
1.一種轉子熱彎曲振動測試的加熱系統，包括轉子(1)，其特征在于：轉
子(1)的中間部分設置加熱保溫罩(2)，在保溫罩(2)上沿圓周方向均勻布
置第一加熱管(3)、第二加熱管(4)、第三加熱管(5)、第四加熱管(6)、第
五加熱管(7)和第六加熱管(8)；
第一加熱管(3)和第六加熱管(8)并聯之后，與電源連接，構成第一加
熱子系統(9)的主回路；在第一加熱子系統(9)的主回路中串入第一雙向可
控硅模塊(12)，在第一雙向可控硅模塊(12)兩極間并聯第一電阻(13)和第
一電容(14)，第一雙向可控硅模塊(12)的陰極以及柵極和第一溫控器(15)
連接；第一溫控器(15)上連接有第一溫度傳感器(16)，第一溫度傳感器(16)
布置在保溫罩(2)的正上方；
第三加熱管(5)和第四加熱管(6)并聯之后，與電源連接，構成第二加
熱子系統(10)的主回路；在第二加熱子系統(10)的主回路中串入第二雙向
可控硅模塊(17)，在第二雙向可控硅模塊(17)兩極間并聯第二電阻(18)和
第二電容(19)，第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊利花，張巖巖，虞烈，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61