Control of a Rubbing Rotor using an Active Auxiliary Bearing
Translated title:
Regelung eines anstreifenden Rotors mittels eines aktiven Fanglagers
Author:
Ginzinger, Lucas
Year:
2009
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
Fakultät für Maschinenwesen
Advisor:
Ulbrich, Heinz (Prof. Dr. habil.)
Referee:
Lohmann, Boris (Prof. Dr. habil.)
Language:
en
Subject group:
MAS Maschinenbau
Abstract:
A new approach to control a rubbing rotor by applying an active auxiliary bearing has been developed. The control force is applied indirectly using a dry bushing type auxiliary bearing, only in case of rotor rubbing. The control strategy stabilizes the rotor system in case of rubbing and effectively avoids the destructive backward whirling.
A sophisticated and high efficient simulation framework is presented, which can be used to configure active auxiliary bearings for future applications. The advanced simulation is based on a framework for the efficient simulation of multibody systems with unilateral contacts and elastic elements.
A test rig has been developed to experimentally verify the control system. Various experiments show the success of the control strategy. In case of rubbing, the contact forces are reduced by up to 96 percent. At the same time, the rotor deflection is decreased too. The activation and deactivation of the control system is operated fully automatically.
Translated abstract:
Ein neues Konzept zur Regelung eines anstreifenden Rotors wurde entwickelt. Der Regeleingriff über das aktive Fanglager, das als Gleitlager ausgeführt ist, erfolgt nur, wenn der Rotor anstreift. Die Regelstrategie stabilisiert zuverlässig das Rotorsystem und vermeidet den fatalen Zustand „Backward Whirling“.
Für zukünftige Anwendungen wird eine effiziente Simulationsumgebung zur Auslegung des aktiven Fanglagers vorgestellt. Die Mehrkörpersimulation umfasst auch elastische Elemente, einseitige Kontakte und aktive Elemente.
Zur Verifizierung des Regelungskonzeptes wurde ein Prüfstand entwickelt. Die experimentellen Ergebnisse beweisen die effektive Wirkungsweise des vollautomatischen Systems. Während des Anstreifens wird die Kontaktkraft durch den Einsatz des aktiven Fanglagers um bis zu 96% reduziert. Zeitgleich wird auch die Rotorauslenkung vermindert.
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