十二微米没有触发停机,因为当时设备本就在停机。
可磁悬浮转子的工作间隙只有有限余量,偏移峰若在下一次更高温度下扩大,转子可能触碰应急轴承。六万八千转时的一次擦碰,后果不会只是多一道划痕。
位移峰只在减速过程中出现,加速经过五万一千转时并不明显。振动相位也在峰前峰后快速转动,像是穿过一阶临界转速。
所谓临界转速,并不是机器到了某个数字就必然损坏,而是转子旋转频率靠近自身弯曲振动频率。像推秋千一样,每次推力都踩在节奏上,再小的扰动也会被一圈圈放大。优秀的设计会让转子快速穿过这个区间,并用磁轴承提供额外阻尼。
这台机器加速时只在五万一千转附近停留零点四秒,减速时却因为气路卸压曲线变缓,停留接近一点一秒。相同转速、不同通过速度,足以让隐藏的控制相位问题只在停机时出现。
设计模型里,一阶临界转速在四万七千转,磁轴承控制会把它平稳压过。现在峰值上移四千转,说明系统刚度或测量相位发生变化。
机械组先检查转子质量与叶轮。停机反加速没有超过最终保护转速,转子无裂纹,平衡块也未移动。真空壳体里的触碰传感器没有记录接触。
林浩把磁轴承四个方向的控制电流叠加。转子位移抬高前,控制电流已经先增加,说明控制器在主动推转子,而不是被转子拖着跑。
“它想纠偏,结果把峰值推大了?”陈大川问。
磁轴承依靠位移传感器判断转子位置,再给电磁线圈电流。若传感器相位或增益在某个频率下偏差,控制力可能晚半拍,从阻尼变成助推。
平台近期升级过抗干扰滤波器。新滤波器在常用转速范围表现更好,却在五万转对应频带增加了相位延迟。加速时控制参数按升速表切换,快速越过该区;减速时,为配合旧停机程序,参数切换晚了零点六秒,于是转子在临界区使用了不合适的滤波设置。
升级记录显示,新滤波器单独在信号台架上通过了测试,停机程序也单独通过了仿真,两项改动却从未放在同一套实时系统中验证。各自正确的两个模块拼在一起,时间顺序反而错了。
周野把这类问题列入配置审查:今后只要安全链里有任何一个模块版本变化,都必须重放完整停机时间轴,不能拿各子系统的合格证相加,当成整机合格。
林浩先在数字仿真里重放。把零点六秒时序差加入,位移峰值与现场接近;提前切换后,峰值降到五微米。
直接修改时序仍需验证传感器真实性。团队用机壳上的独立涡流探头与磁轴承内置传感器对比。稳态低速两者一致,接近五万一千转时,内置探头比外置探头多报约三微米。
多出来的部分随线圈电流变化,像电磁串扰。升级滤波器原本就是为处理这种串扰,却只在幅值上做了抑制,没有完全修正相位。
控制组重新建立频率相关补偿:低频保持原精度,高频同时校正幅值与相位。参数不能只在台架离线拟合,还要在转子安全低幅激励下辨识。
第一轮受控扫频把五万一千转附近的等效阻尼提高一倍。第二次减速试验,位移峰降到六微米。第三次提高壳体温度,峰值又回到八微米。
独立涡流探头此时只记录到五点一微米,进一步证明新增的三微米主要来自测量链。团队将机壳温度每升高五摄氏度就停一次,绘出四只内置探头的零点漂移。四条线没有平行移动,而是两条向里、两条几乎不动,问题范围由“传感器受热”缩小到“安装结构不对称受热”。
若四只探头自身同时漂移,方向不会恰好按空间位置成对分组。这个几何关系比单独盯某一只数值更有说服力。
机械组在安装环外圈布置应变片,热态下果然测到四瓣分布,与探头零点变化一一对应。
温度变化使内置传感器安装座发生微小漂移,冷态补偿无法完全覆盖热态。
拆检窗口里,传感器本体固定牢靠,安装环却由两种材料组成。外环与壳体热膨胀不同,高温时会让探头间隙产生周向不一致。
若只继续调软件,今天这个温度可以压住,明天换一个温度又会出现新峰。
周野指着安装环:“先把会走的尺子固定住,再谈控制器该信多少。”