摘要：根据相关原理准确得到转子叶片不平衡量大小和相位，结合虚拟仪器技术在 LabVIEW 下开发的
测试程序，实现风机的动平衡，并在塑料离心通风机上进行了试验研究和验证。
Development on Test System of Dynamic Balance for Fan Based on Virtual Instrument
Abstract: According to relative theory to identify the magnitudes and phase values of unbalance for blade, based on virtual instrument technology, the test program is developed with LabVIEW to realize dynamic balance of fan, the test research and verification is carried out on plastic centrifugal fan.
1 引言

机械设备在运行中都会产生振动，当设备处于异常状态时，就会产生异常振动，对于风机，如不能及时发现并检修，轻者其各处零件松动，叶片由于振动而疲劳；重者其叶片出现裂纹， 如不及时检修就会发生叶片断裂、飞出等事故，造成严重后果。
风机振动最主要的原因是转子的不平衡。对不平衡的诊断和校正已有了较成熟的理论基础。现场动平衡作为一种新兴的动平衡方法，正逐渐地应用于机器的转子动平衡校正中。
本文通过相关原理准确地提取了转子不平衡矢量，结合虚拟仪器技术通过 Labview软件开发了测试程序，并在悬臂式离心通风机上进行了试验研究和验证。

2 虚拟仪器技术[1-2]

Labview是美国国家仪器公司(National Instruments)研制的虚拟仪器图形编程语言，它是一个高效快速的图形化开发环境，编程简单，特别适合于数据采集、控制、分析以及数据表达等。从测控软件系统的角度出发，虚拟仪器就是在硬件功能单元（包括 PC 机、数据采集卡等）提供基本测控功能的基础上，通过对测控对象的需求分析及测控资源功能的重新组织和优化而开发的计算机软件，系统基本框图如图 1 所示。

3 测试系统的设计 [3]
测试系统引进虚拟仪器的思想，采用图 1 虚拟仪器系统构成框图中的一种方案，如图 2 所示。 该结构框图在风机中具体实现情况，如图 3 所示。根据图 3 的机器结构 , 可以把风机简化为单转子单平面的系统。单转子单平面动平衡理论已经非常的成熟，这里采用了影响系数法进行动平衡。

图3中：4 用来测转子的振动信号，6 用于转子的相位监测和转速的测量。传感器所测得的信号通过数据采集卡传到计算机中，再通过 LabVIEW 编写的测试程序进行分析计算，得出不平衡量，并在图 6 中的位置 2 进行加重，从而达到动平衡目的。

4 相关原理及信号分离 [4]

风机叶片不平衡量引起的振动可用传感器由电动机上测得。振动信号除了由不平衡量引起的工频振动谐波信号外，还有一些倍频成分，甚至一些随机振动成分。其信号表达式为：

　　 式中b0为振动信号中的直流分量；A 为工频振动信号的振幅；f为选定采样频率下工频对应的数字频率；β为工频振动信号的振幅；Bi为其它频率振动信号的振幅；vi为选定采样频率下其它频率对应的数字频率；ηi为其它频率振动信号的相位； s(n)为干扰信号。
　　 为了分离原始振动信号中工频信号的振幅和相位，利用相关理论对信号进行了处理。
相关函数Rxy(τ)定义为：

　　 综上所述，用相关理论可准确提取振动信号中工频的相位和振幅。

5 LabVIEW 软件的设计[5-6]

在 LabVIEW 平台上，根据上述相关算法，调用有关节点函数处理输入的离散数字信号，就可以实现程序设计。输入信号分析程序流程图见图 7 。