كنترل ارتعاشات روتور جفكات نابالانس توسط جاذب مغناطيسي

Control vibration of imbalance Jeffcott rotor by magnetic absorber

منابع اصلي ارتعاش در سيستم هاي روتور ديناميك، جرم هاي نابالانس و خطاهاي ساخت ياتاقان هاي به كار رفته در سيستم روتور مي باشند. روشي كه امروزه براي كاهش و كنترل ارتعاشات روتورها در صنعت به كار رفته، استفاده از جاذب هاي مغناطيسي مي باشد كه با استفاده از نيروي مغناطيسي محاسبه شده، موقعيت روتور را كنترل كرده و ارتعاشات آن را كاهش مي دهد. در اين تحقيق جاذب مغناطيسي با اعمال نيروي سيستم جاذب ديناميكي و ايجاد دو فركانس طبيعي جديد، سيستم را از حالت تشديد خارج مي كند. همچنين به منظور كاهش بيشتر دامنه ارتعاشات، دو نوع مختلف جاذب ديناميكي طراحي شده است كه هر كدام در يك محدوده خاص فركانس دوران روتور، توسط جاذب مغناطيسي بررسي مي شوند. در سيستم كنترل كننده جاذب مغناطيسي نيروي پيوسته اي كه از طرف جرم جاذب به سيستم اصلي وارد مي شود، به صورت نيرويي ناپيوسته در 16 سطح بازسازي شده است و مشاهده شده كه در اين حالت دامنه ارتعاشات در نواحي فركانس هاي طبيعي سيستم، به ميزان 13% نسبت به حالت شبيه سازي سيستم جاذب ديناميكي با نيروي پيوسته، كاهش يافته است. در اين تحقيق دو نسبت جرمي متفاوت براي هر يك از دو سيستم جاذب در نظر گرفته شده است و مشاهده شده كه در حالت اجراي جاذب هاي ديناميكي با نسبت جرمي بالاتر، دامنه ارتعاشات روتور و ماكزيمم دامنه نيروي سيستم جاذب ديناميكي كمتر مي باشد كه اين موضوع منجر به افزايش دقت عملكرد سيستم جاذب مغناطيسي در بازسازي نيروي سيستم جاذب ديناميكي شده و همچنين كاهش مصرف انرژي الكتريكي سيستم كنترل كننده را به دنبال خواهد داشت.

Unbalance mass and imperfect bearings are the main sources of vibration in rotor dynamics systems. One way to decrease and control a rotor vibration is the use of magnetic absorbers. The magnetic absorber is used to control the position of the rotor and reduce its vibration. In this study, by applying the dynamic absorber system force and creating two new natural frequencies, the magnetic absorber brings the system out of the resonance. Moreover, in order to decrease the vibration amplitude, two different types of dynamics absorbers are designed in which they are checked by the magnetic absorber in a specific range of rotational frequency. In magnetic absorber controller system, the continuous force which is applied to the main system by mass absorber is restored in sixteen levels discontinuously. It is seen that the vibration amplitude is reduced 13% in the area of natural frequency in comparison to the magnetic absorber with discontinuous force. In this paper, two different mass ratios are considered for each one of the two absorber systems. It is observed that in the case of dynamic absorbers with higher mass ratio, rotor vibration amplitude and the maximum force amplitude of the dynamic absorber system decrease. This issue can increase the accuracy of magnetic absorber system in the renewal of the dynamic absorber system force and reduce consumed electrical energy of the control system as well.