扭转振动频率十一点六赫兹。
每秒钟,转子相对发电机前后扭动十一次。
角度只有零点零八度。
一百二十吨飞轮的惯量却把这点角度变成数百万牛米交变扭矩。
联轴器、转轴和发电机齿部同时报警。
控制系统立即削减负载。
输出功率下降百分之三十后,振动才缓慢消失。
按照这条功率曲线,飞轮无法为聚变磁体提供足够脉冲能量。
罗振岳脸色比发现裂纹时还难看。
“上一次点火前测试没有扭振。”
周野比较旧曲线。
以前飞轮轮缘刚度较高,转轴与轮缘组成的扭转系统固有频率为十二点九赫兹。
这次修复为了消除高速椭圆化,在两块锻件上加工柔性槽,转子等效刚度略微下降,固有频率变成十一点六赫兹。
正常空转不受影响。
发电机的功率控制却恰好每秒修正近十二次。
控制器一次次改变电磁转矩,像有人按照秋千节奏连续推飞轮,最终把微小扭动放大。
“把功率控制频率改掉。”陈大川说。
最简单的办法,是从十二赫兹降到八赫兹。
模拟显示扭振消失。
电网母线电压却在放电时波动百分之七。
聚变磁体要求不超过百分之一。
提高到十六赫兹,母线稳定,控制延迟又可能在负载突变时造成过流。
不能只躲开一个频率。
周野让控制器使用不等间隔更新。
第一次间隔八十毫秒。
第二次九十五毫秒。
第三次七十二毫秒。
平均控制速度不变,却不再用固定节奏持续向转轴输入能量。
像一群人推秋千时故意打乱步子。
第二次放电测试开始。
十一点六赫兹扭振下降百分之六十四。
母线电压波动控制在百分之一点二。
仍略高于要求。
剩余振动不是控制节奏造成。
罗振岳盯着频谱问:“空转一小时都没事,为什么一发电就拧?”
周野把转子模型切换到扭转模态。
满速保持时,轮缘、转轴和发电机几乎同速旋转,像一根没有人拧动的粗弹簧。放电时发电机突然向后“拽”,百吨轮缘仍凭惯性向前,转轴便在两者之间储存扭转能量。
正常情况下,这股能量会被阻尼吃掉。
可控制器每隔固定时间修正一次功率,十四秒内连续推了几十下。每一下都不大,节奏却恰好接近转轴固有频率。
像推秋千。
第一下只晃一厘米,后面每一下都踩准节拍,最后照样能把人送到最高处。
团队先把功率更新周期改成十一点六赫兹的整数倍,以为避开频率就够了。
试放电刚过五秒,振动反而升高。
整数倍没有避开共振,只是换了一种更整齐的方式继续推它。
周野随即把更新时刻打散,让相邻两次指令间隔在一个小范围内变化。总功率曲线不变,推动节奏却不再连续同相。
扭振峰值当场降低百分之六十四。
但母线电压出现锯齿波,距离点火要求仍差最后一截。
发电机电磁转矩本身带有齿槽谐波。定子铁芯与转子磁极每经过一个相对位置,扭矩都会出现极小起伏。
过去固有频率不同,这些谐波被结构自然过滤。
现在其中一组边带落在十一点六赫兹附近。
改机械磁极来不及。
周野让发电机逆变器在主电流中叠加一股很小的反向补偿电流。
它不增加总功率。
只在齿槽转矩即将推转轴时,提前产生相反电磁力。
第一版补偿按理论磁极位置计算。
实际扭振反而增加百分之八。
电流相位经过母线、电机线圈和机械转轴后产生延迟,理论上的“反向”,到达飞轮时已经晚了十几度。
周野从低功率开始扫相位。
提前四度,振动略降。
提前九度,下降百分之二十。
提前十三点五度,扭振谷值出现。
补偿电流只有主电流的百分之零点八。
十一点六赫兹振动却降到原来的百分之九。
第三次全功率放电。
飞轮从三千四百转降到两千二百转。
输出功率达到设计值。
母线电压波动百分之零点六。
联轴器交变扭矩低于警戒值一半。
脉冲持续十四秒。
全部能量按曲线释放。
控制室响起掌声。
可飞轮减速到一千九百转时,故障配重附近温度突然升高。
不是感应线圈发热。
那枚二百克配重在放电扭振中发生了不到零点一毫米的微动。
定位窝没有脱开。
接触面却已经出现一圈亮痕。
若点火脉冲重复三次,它可能一点点磨出金属屑,最后越过定位坡。
距离正式点火,只剩九小时。