ATA-309C功率放大器：转子弯扭耦合振动精密激励与实验研究

实验名称：动态扭矩激励与转子弯扭耦合振动实验

实验内容：给旋转转子施加动态扭矩激励，同时监测其弯曲振动，观察分析转子在弯曲方向上是否会出现与动态扭矩激励频率相关联的组合频振动，以验证不平衡弯扭耦合作用。

研究方向：动态扭矩激励、弯扭耦合振动

测试设备：ATA-309C功率放大器，双膜片联轴器，扭转激振器，信号发生器等。

实验过程：

图：实验实拍图

在实验转子系统的末端，增配双膜片联轴器、扭转激振器（有刷直流电机）、功率放大器和信号发生器等装置。信号发生器输出由简谐波动电压信号和直流电压信号叠加而成的信号，即AC+DC信号。信号输入到功率放大器中，功率放大器进而输出放大的电压。所放大输出的直流电压成分用于抵抗扭转激振器（直流电机）被转子带转所形成的电动势，所放大输出的波动电压用于形成波动的扭矩，该扭矩通过联轴器作用在单盘跨中转子上造成扭向振动。

实验中，给定不变的转速条件，给定合适的直流电压信号和电压放大倍数，让信号发生器在某频率范围里叠加输出扫频简谐电压信号，实现对旋转转子的扫频扭矩激振，然后使用位移传感器监测转子的横向振动，使用扭矩传感器监测轴系的扭矩波动。

实验结果：

图：时域信号图

图：横向、扭向瀑布图

1）时域信号图表明，轴系出现了动态的扫频扭振，同时轮盘横向位移幅值是随着扭转激励频率的改变而改变的。

2）根据时域信号得到的瀑布图得知，首先，因为转子系统被施加扭向扫频激励，所以扭向瀑布图中出现扭频线ωt,其次,更重要的，弯振中出现围绕转频线ω呈对称分布的组合频率响应线ω+ωt、ω-ωt，这符合关于弯扭耦合的理论研究结论。第三，这些组合频率与弯曲模态频率相一致时，对应的组合响应幅值达到峰值，即组合频率可以激起共振。