Modaler Modellabgleich eines Rotors in Magnetlagern
<p>Für die Zustandsüberwachung (Monitoring) von Rotorsystemen wird der Ist-Stand von Indikatorfunktionen mit Sollwerten
verglichen, um Abweichungen im Betrieb des Rotors feststellen zu können. Mögliche Indikatorfunktionen sind
Frequenzgangfunktionen oder modale Parameter eines Systems. Um diese Funktionen zu erhalten, können Methoden
der experimentellen Modalanalyse angewendet werden. Üblicherweise ist dafür teures zusätzliches Messequipment wie
beispielsweise Beschleunigungssensoren, Shaker oder Impulshammer, sowie ein Aufzeichnungs- und Auswertesystem
notwendig. Um die Modalanalyse durchführen zu können, muss der Betrieb der Maschine unterbrochen werden.
Um die Quellen möglicher Abweichungen im Rotorsystem zuzuordnen ist modellgestütztes Monitoring sinnvoll. Dafür
ist ein numerisches Modell der Maschine notwendig.
<p>In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die bei magnetgelagerten Rotorsystemen die Sensorik und Aktorik der
Magnetlager sowie ihre Steuerung gezielt für die experimentelle Modalanalyse nutzt. Dabei werden keine zusätzlichen
Komponenten zum Rotorsystem hinzugefügt. Theoretisch ist damit eine Modalanalyse im Betrieb der Maschine möglich.
Als Beispielmaschine dient ein akademischer Prüfstand.
<p>Um die Ergebnisse der durchgeführten Modalanalyse bewerten zu können, wird ein numerisches Modell des Rotorsystems
erstellt. Dafür werden Versuche an der Rotorwelle durchgeführt. Der Einfluss von steigenden Lagersteifigkeiten auf das
Schwingungsverhalten des Rotorsystems wird mithilfe des Simulationsmodells nachvollzogen. Das entstandene Modell
könnte für modellgestütztes Monitoring verwendet werden.
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