Modaler Modellabgleich eines Rotors in Magnetlagern

Fur die Zustandsuberwachung (Monitoring) von Rotorsystemen wird der Ist-Stand von Indikatorfunktionen mit Sollwerten verglichen, um Abweichungen im Betrieb des Rotors feststellen zu konnen. Mogliche Indikatorfunktionen sind Frequenzgangfunktionen oder modale Parameter eines Systems. Um diese Funktionen zu erhalten, konnen Methoden der experimentellen Modalanalyse angewendet werden. Ublicherweise ist dafur teures zusatzliches Messequipment wie beispielsweise Beschleunigungssensoren, Shaker oder Impulshammer, sowie ein Aufzeichnungs- und Auswertesystem notwendig. Um die Modalanalyse durchfuhren zu konnen, muss der Betrieb der Maschine unterbrochen werden. Um die Quellen moglicher Abweichungen im Rotorsystem zuzuordnen ist modellgestutztes Monitoring sinnvoll. Dafur ist ein numerisches Modell der Maschine notwendig. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die bei magnetgelagerten Rotorsystemen die Sensorik und Aktorik der Magnetlager sowie ihre Steuerung gezielt fur die experimentelle Modalanalyse nutzt. Dabei werden keine zusatzlichen Komponenten zum Rotorsystem hinzugefugt. Theoretisch ist damit eine Modalanalyse im Betrieb der Maschine moglich. Als Beispielmaschine dient ein akademischer Prufstand. Um die Ergebnisse der durchgefuhrten Modalanalyse bewerten zu konnen, wird ein numerisches Modell des Rotorsystems erstellt. Dafur werden Versuche an der Rotorwelle durchgefuhrt. Der Einfluss von steigenden Lagersteifigkeiten auf das Schwingungsverhalten des Rotorsystems wird mithilfe des Simulationsmodells nachvollzogen. Das entstandene Modell konnte fur modellgestutztes Monitoring verwendet werden.