Estimación de la Fuerza de Contacto Estator-Rotor de Máquinas Rotativas
Autores: Spiller, Mark; Söffker, Dirk
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estimación de la Fuerza de Contacto Estator-Rotor de Máquinas Rotativas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Automatización industrial
Palabras clave
Turbomáquinas
Fricción seca
Contactos estátor-rotor
Vida útil
Monitoreo del sistema
Fuerzas de contacto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En las turbomáquinas, la fricción seca resultante de los contactos entre el estator y el rotor es un problema grave que puede degradar la vida útil de la máquina o incluso llevar a una falla completa. El conocimiento sobre los estados del sistema y las fuerzas de contacto es beneficioso para el monitoreo del sistema o para prevenir contactos a través de, por ejemplo, rodamientos magnéticos activos. En este artículo, se deriva un modelo no lineal que describe las vibraciones laterales del rotor en el caso de contacto y sin contacto. El comportamiento elástico del eje se modela basado en el método de elementos finitos. El contacto se describe mediante un modelo de fricción seca. Se formula una descripción del sistema aumentada que permite la estimación de desplazamientos del rotor y fuerzas de contacto mediante enfoques de filtrado no lineales como un filtro de Kalman extendido. Se llevó a cabo un estudio de simulación que consideró explícitamente el peligroso giro hacia atrás. El enfoque sugerido muestra un rendimiento de estimación adecuado relacionado tanto con la estimación del estado como con la estimación de la fuerza de contacto.
Descripción
En las turbomáquinas, la fricción seca resultante de los contactos entre el estator y el rotor es un problema grave que puede degradar la vida útil de la máquina o incluso llevar a una falla completa. El conocimiento sobre los estados del sistema y las fuerzas de contacto es beneficioso para el monitoreo del sistema o para prevenir contactos a través de, por ejemplo, rodamientos magnéticos activos. En este artículo, se deriva un modelo no lineal que describe las vibraciones laterales del rotor en el caso de contacto y sin contacto. El comportamiento elástico del eje se modela basado en el método de elementos finitos. El contacto se describe mediante un modelo de fricción seca. Se formula una descripción del sistema aumentada que permite la estimación de desplazamientos del rotor y fuerzas de contacto mediante enfoques de filtrado no lineales como un filtro de Kalman extendido. Se llevó a cabo un estudio de simulación que consideró explícitamente el peligroso giro hacia atrás. El enfoque sugerido muestra un rendimiento de estimación adecuado relacionado tanto con la estimación del estado como con la estimación de la fuerza de contacto.