Active rotor vibration control

Abstract

The article deals with the analysis of active vibration control of a rotor which is supported by journal bearings. The oil fi lm between the journal and bushing induces the rotor instability, which causes rotor vibrations if rotational speed is greater than a threshold of system stability. This phenomenon is very important for high-speed rotational machines for which restricts the operational range of the rotational speed. Therefore increasing the rotor stability threshold is very important for preventing rotor vibrations. The rotor instability results in lateral vibrations which do not conform to the forces of the unbalanced masses or other external forces. The frequency of the lateral vibration is slightly less than half of the rotational frequency. The main result of the article is the analytical determination of the infl uence of the setting of the PD type controller on the threshold of stability.

Artykuł omawia analizę aktywnego sterowania drganiami wirnika podpartego łożyskami ślizgowymi. Film olejowy w szczelinie pomiędzy czopem i panwią łożyska wywołuje niestabilność wirnika, co dla prędkości obrotowej większej od progu stabilności systemu powoduje jego drgania. Zjawisko to jest bardzo ważne dla maszyn o wysokich prędkościach obrotowych, ponieważ ogranicza zakres prędkości roboczych. Dlatego podwyższenie progu stabilności wirnika jest bardzo znaczące dla zapobiegania drgań wirnika. Niestabilność wirnika przejawia się drganiami poprzecznymi, które nie są w zgodzie z siłami niewyważenia oraz pozostałymi siłami zewnętrznymi. Częstotliwość tych drgań poprzecznych jest nieco mniejsza niż połowa częstotliwości obrotowej wirnika. Podstawowym wkładem artykułu jest analityczne pokazanie wpływu regulatora PD na próg stabilności wirnika.