用于轴向涡轮机转子的压电阻尼系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种轴向祸轮机转子。更具体地，本发明设及一种用于阻巧轴向祸轮 机转子的振动的系统。更具体地，本发明设及一种用于W消耗电路阻巧轴向祸轮机转子的 叶轮的振动的系统。
【背景技术】
[0002] 在操作期间，环形异质流（annular heterogeneous flow)穿过轴向祸轮机。事实 上，位于轴向均匀流中的任何物体会在其周围环境中产生气动压力的变化，从而使所述流 不均匀。其中，该些物体可W是叶片、壳体支柱或可变排放口。
[0003] 当叶片转子的叶片在具有该种周向异质性的环状流中转动时，压力的每个突然变 化会被认为是点状激励。与给定旋转速度相关联的在360°范围内的激励数目导致特定的 激励频率。如果其对应于转子的固有频率，则转子会根据由一定数量的波节直径构成的特 定变形模式产生共振。
[0004] 当叶片转子轮在特定变形模式范围内产生共振时，会产生增加的振动水平。例如 在整体叶盘或一体式叶鼓的情况下，结构的固有阻巧水平越弱，该些振动水平会越大。由于 该些振动水平与高应力状态相关联，该会显著降低结构的疲劳寿命并可能导致结构损坏， 所W要避免该样的振动水平。在该种情况下，为了确保叶轮的耐疲劳性，不可避免地要使用 阻巧设备。
[0005] 在可设想用于经受直径变形的叶片祸轮机转子轮的阻巧设备中，压电分流系统代 表了一种有趣的方案。所形成的是连接到消耗电路的压电片。
[0006] 文献JP19960861295公开了一种叶片转子，借助分布在所述转子周界范围内的压 电片来减少所述叶片转子的振动。每个片连接到包括消耗电阻器的闭合电路。操作原理在 于变形存在于压电片的相同位置，一旦变形，所述压电片便产生由所连接的电路的电阻器 消耗的电流。该阻巧方法使得可减少转子的振动，并且对每个频率带来相同的功效。然而， 对于具有强振幅的振动，该阻巧方法是无效的。该系统还设及为每个闭合电路提供部件，从 而增加了质量和成本。用于装配各电路所需的空间是不利的。
【发明内容】
[0007] 技术问题
[000引本发明的一个目的是克服现有技术所提出的问题中的至少一个。本发明的目的是 改进用于阻巧轴向祸轮机转子的振动的系统的功效，该振动呈现具有静止或转动直径的模 式。本发明的另一目的是提出一种用于阻巧祸轮机转子的振动的系统，所述系统在高频时 能够与在低频时同样有效。本发明的另一目的是减少用于阻巧祸轮机转子的振动的系统的 重量。
[0009] 技术方案
[0010] 本发明设及一种转子，尤其是压缩机的转子，包括振动阻巧系统，所述振动阻巧系 统包括成圈状地分布在所述转子上并连接到至少一个消耗电路的至少一组压电换能器，显 著特征在于，压电换能器连接起来W集合（pool)消耗电路或消耗电路中的每个与并联连 接的至少两个换能器的相应组，所述组的或每个组的换能器均匀地角分布在所述转子上。
[0011] 所述压电换能器有利地布置成每个换能器能够在所讨论的换能器位置处跟随所 述转子的变形而弯曲地变形。
[0012] 根据本发明的有利实施例，所述转子能够在根据具有直径的模态振型（a modal shape with diameters)的振动下变形，所述组或每个组的压电换能器的数目等于所述模 态振型的直径数目的两倍。
[0013] 根据本发明的有利实施例，具有直径的模态振型基本上包括具有波节直径的两个 正交变形波，在任何情况下，所述压电换能器角分布在两个变形波的两个相邻的波节直径 之间。
[0014] 术语"两个相邻的波节直径"意味着两个变形波的两个连续的波节直径。一个波 节直径属于两个正交变形波中的一个，而另一个波节直径属于两个变形波中的另一个。
[0015] 根据本发明的有利实施例，该阻巧系统包括均与消耗电路中的相应一个并联连接 的多组至少两个换能器，每个组的换能器的极性连接成当所述换能器在相同方向上变形 时，所述换能器均在其相应消耗电路中产生具有相同符号的电流。
[0016] 根据本发明的有利实施例，所述阻巧系统仅包括连接到消耗电路的一组至少两 个、优选至少四个换能器，所述组的换能器的极性连接成当所述换能器在相同方向上变形 时，所述换能器均在所述消耗电路中产生具有相同符号的电流。
[0017] 根据本发明的有利实施例，所述阻巧系统包括两组至少两个换能器，所述组角偏 移成所有组的所有换能器均匀地角分布在所述转子上。
[001引根据本发明的有利实施例，所述转子能够在根据具有直径的模态振型的振动下 变形，所述阻巧系统包括两组压电换能器，两组压电换能器相对彼此W-小部分的回转（a 化action of revolution)而异相，所述一小部分的回转等于所述具有直径的模态振型的 直径数目的四倍的倒数。
[0019] 根据本发明的有利实施例，消耗电路或消耗电路中的至少一个包括至少一个感应 器，W与并联连接的换能器形成谐振电路，所述消耗电路或消耗电路中的至少一个优选地 基本上与对应组的压电换能器组合而形成闭合电路。
[0020] 根据本发明的有利实施例，所述消耗电路或消耗电路中的至少一个没有外部电 源。
[0021] 根据本发明的有利实施例，所述转子具有至少一个谐振频率《 C，所述消耗电路是 阻巧电路，优选地是谐振电路，其中，所述消耗电路的阻巧频率《4等于要被阻巧的转子谐 振频率
[0022] 根据本发明的有利实施例，所述转子是叶轮或叶鼓。
[0023] 根据本发明的有利实施例，所述叶片一体地形成。
[0024] 根据本发明的有利实施例，压电换能器的厚度表现为超过叶片厚度的5%、优选地 30 %、更优选地100%。
[0025] 根据本发明的有利实施例，压电换能器中的至少一个布置在柱形表面或垂直于转 子的旋转轴线的表面上，优选地位于气动流之外。
[0026] 根据本发明的有利实施例，所述换能器布置成在由转子的弯曲移运导致的拉伸/ 压缩下变形，优选地跟随所述转子的壳体的弯曲变形。
[0027] 本发明还设及一种包括转子的祸轮机，显著的特征在于，所述转子根据本发明而 形成，并且所述转子优选地是压缩机的转子或祸轮的转子。
[002引根据本发明的有利实施例，在处于临界速度的操作期间，所述转子W根据具有直 径的模式的谐振频率振动，每个组的压电换能器的数目大于或等于共振模式的直径数目的 两倍，优选地等于直径数目的四倍。
[0029] 有利地，所述压电换能器是完全相同的。
[0030] 提供的优势
[0031] 本发明使得可利用叶片转子轮在给定的具有直径的模式范围内的变形对称性。通 过在360°范围内均匀地布置压电换能器，能够阻巧静止或转动的振动模式。
[0032] 通过将压电换能器分成两组并且对其极性进行控制，可组合它们的电容。化C电路 的谐振频率由《 = 表示，电容的集合会产生增加的等效电容。因此，在相等频率时，电感 值能够更低。
[0033] 该消耗装置集合起来并用于许多压电换能器。整体功效得W增强，并且用于处理 降低的频率的可能性得W改进。
【附图说明】
[0034] 图1示出了根据本发明的轴向祸轮机。
[0035] 图2是图1的祸轮机的低压压缩机的图示。
[0036] 图3示出了根据本发明的转子，所述转子根据具有两个正交波的带直径（在呈现 的例子中有=个）模式而变形。
[0037] 图4示出了根据本发明的振动阻巧系统。
[0038] 图5示出了根据本发明的用于消耗电能的电路。
【具体实施方式】
[0039] 在下面的描述中，术语内部和外部指的是相对于轴向祸轮机的旋转轴线的位置。