汽轮发电机组轴系扭振最优控制理论的研究

把现代控制理论与机械振动理论相结合 ,建立了汽轮发电机组轴系扭振主动控制的状态空间模型 ,以减少轴系总扭振能和控制源能量为优化目标 ,提出了汽轮发电机组轴系扭振的二次型全局最优控制算法 ,并编制了适用于连续和离散两类系统设计的仿真通用计算程序 ,并对 1台 2 0 0 MW汽轮发电机组轴系进行扭振主动控制模拟计算分析     

化发电机组轴系扭振最优控制理论的研究

把现代控制理论与机械振动理论相结合,建立了汽轮发电机组轴系扭振主动控制的状态空间模型,以减少轴系总扭振能和控制能量为优化目标,提出了汽轮发电机组轴系扭振的二次型全局最优控制算法,并编制了适用于连续和离散两关系统设计的仿真通用计算程序,并对１台２００ＭＷ汽轮发电机组轴系进行扭振主动控制模拟计算分析。图６参２     

汽轮发电机组转子轴系扭振主动控制的模拟研究

该文分析了汽轮发电机组转子轴系的扭振问题，提出了采用主动控制消除扭振危害的技术措施。文中建立了机组轴系扭振主动控制的离散化系统模型，利用最小能量法分别导出了轴系在局部控制和全局控制下的最优控制规律，进行了转子轴系扭振主动控制过程的计算机模拟，从理论上得到了在不同控制规律作用下汽轮发电机组轴系扭振总能量的衰减特性，提出了具有一定的工程意义的扭振主动控制方案，并对未来汽轮发电机组轴系实现扭振主动控制的     

汽轮发电机组轴系扭振响应分析

针对传统的汽轮发电机组轴系扭振瞬态响应求解模型的不足,进行了去线性趋势处理,消除了Newmark-β法存在的线性累积误差,建立了新的求解模型.以300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对典型电力系统扰动(如三相短路、两相短路、非同期并网等)下的轴系扭振响应进行了仿真分析.结果表明:几种扰动均能激起轴系的前五阶扭振固有频率,尤以120°非同期并网激起的轴系扭振响应最大;在整个轴系的扭振响应上,发电机转子处的扭振比汽轮机转子处剧烈.     

300 MW汽轮发电机组在机电耦合作用下的扭振

大型汽轮发电机组轴系扭振是电网系统和机械系统相互作用的结果.以1台300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对轴系扭振和机电耦合次同步谐振的耦合作用进行了模拟试验.结果表明:在三相短路故障激励下,具有串补电容的输电线路比无串补电容的输电线路对机组轴系扭振响应的影响更大;补偿度越高,电力系统中谐振电流明显增大,发生机电耦合次同步振荡的危险性越大.     

空冷600MW汽轮发电机组轴系扭振特性分析

主要研究了空冷600MW汽轮发电机组轴系扭振特性、疲劳寿命损耗,并针对两个特定电厂的接入系统进行网机耦合次同步谐振特性分析。轴系扭振频率和响应计算采用连续质量模型,次同步谐振特性分析采用集中质量模型。计算结果表明,机组扭振频率避开了工频和倍频,轴系不会因共振而破坏;在短路故障轴系扭振是安全的;空冷600MW汽轮发电机组可以用于远距离输电在线路中进行串联电容器补偿。     

汽轮发电机组轴系扭振的时频特征分析

针对电网动态模拟系统和汽轮发电机组轴系扭振模拟机,开展了典型工况及故障扰动下的汽轮发电机组轴系扭振试验研究,并利用非平稳信号的时频分析方法Hilbert-Huang变换（HHT）对轴系的扭振信号进行了分析．结果表明：在短路故障的冲击下,机组有机电互作用的扭振发生时,扭转振动的幅值大幅增加,扭振频率也发生了变化;三维时频图显示了扭振幅值开始增大然后逐渐减小,形成一个瓶颈状的峰谷对应曲线;三相短路故障引起的机电互作用的扭振时间大于两相短路故障引起的机电互作用的扭振时间;Hilbert谱图能获得时间、频率和幅值对应的关系,定量刻画了频率和幅值随时间的变化过程．     

汽轮发电机组轴系扭振主动控制模拟实验研究

在理论分析的基础上建立了国产２００ＭＷ汽轮发电机转子轴系扭振主动控制模拟试验台,并在该试验台上进行了阻尼减振和主动控制减振等多项实验研究,结果表明主动控制可以有铲地抑制汽轮发电机组轴系的扭振。     

汽轮发电机组对瞬态三相电流电压历程激励的扭振响应计算

根据电力系统参数的监测，掌握轴系的扭振状态，是汽轮发电机组扭振监测的重要内容。本文提出一种在获得任意三相电流电压历程后的汽轮发电机组轴系的扭振响应计算方法，并研制成相应的计算机软件，可供扭振监测分析时使用。     

汽轮发电机组轴系扭振固有特性计算

在轴系扭振的研究中固有特性的计算方法是基础工作之一.将带有附加集中惯量的多段集中质量数学模型与修正后的Riccati传递矩阵法相结合,应用于汽轮发电机组轴系扭振的固有特性计算中.通过理论分析和对国产300MW汽轮发电机组轴系的扭振固有特性的实际计算,并与现场实测结果进行对比,表明该方法既简单又具有较高精度.适合于多跨大型轴系的扭振固有频率和振型的计算.     

喷油矢量对柴油机曲轴扭振影响的机理

采用基于集中质量法的GT-SUITE软件,建立8,V2015柴油机曲轴系统动力学与性能协同仿真模型,并对其进行必要的试验标定.开展喷油矢量对柴油机曲轴扭振的影响机理的仿真研究,并以干扰力矩矢量和这一扭振能量衡量指标进行验证.结果表明,调节气缸循环喷油量影响发动机激励力矩低频段幅值,调整喷油提前角则主要影响中高频段的幅值和相位.激励力矩的影响机理可用来抑制曲轴扭振,不同喷油矢量的调节方案表明扭振抑制的有效性,其中减振器惯性体端5.5谐次的扭转角位移幅值降低21.2%;干扰力矩矢量和与扭转角位移的变化趋势一致,可作为扭振强弱的衡量指标以及扭振抑制的优化目标.     

弯曲振动减振器对扭—弯减振器扭振减振性能的影响研究

本建立了扭－弯减振器的理论模型，推导了发动机安装扭－弯减振器后轴承系扭振的振幅表达式，研究了该类减振器的基本振动特性，从理论上探讨了弯曲捱劝减振器参数对扭－弯减振器扭振减振性能的影响。     

主动控制扭振减振器原理与试验研究

本文提出了一种主动扭振减振器.它是在普通动力减振器上增加控制力矩,根据被减振物体的振动情况,自动调节控制力矩的大小、相位和频率,从而增加了减振作用和有效频率范围.文中还给出了该减振器的实验系统和实验结果.     

蒸汽轴向流动对汽轮发电机组轴系扭振响应的影响

对在汽轮机高压和中压调节阀快关动作后蒸汽沿轴向流动过程对轴系扭振响应的影响进行了研究。轴系的计算模型采用连续质量模型。外激励模型是考虑了汽轮机ＤＥＨ系统、热力系统以及单机对无穷大电网的机电耦合数学模型。对３００ＭＷ汽轮发电机组的仿真计算表明,考虑蒸汽流动导致的激励扭矩沿汽轮机轴向瞬时变化时,对轴系的扰动和轴系扭振的激励加强,蒸汽载荷变化对汽轮发电机组轴系扭振的影响是较大的,在轴系安全评价中必须加以考虑。图４参３     

基于Riccati传递矩阵法的汽轮发电机组扭振固有频率计算分析

将连续质量模型的Riccati传递矩阵法应用于汽轮发电机组轴系扭振的固有频率计算中，通过理论分析及具体算例运算，表明该方法既简便又具有较高精度，而且采用此方法计算时与模型划分单元数目无关，是一较为理想的汽轮发电机组轴系扭振频率计算方法。     

基于轴承座振动信号检测的轴系扭振监测方法实验研究

提出了一种基于轴承座垂直方向振动信号检测的轴系扭振监测与诊断的新方法,建立了扭振监测与诊断的理论模型,给出了轴系扭振故障存在与否的诊断准则。实验结果表明:该方法在保证轴系扭振监测实时性的同时,能够准确、有效地判别出冲击载荷下的扭振故障,能够清楚地显示轴系的前两阶扭振固有频率上的振动响应分量,且验证了所提出的扭振故障特征参数在很宽的转速范围具有良好的稳定性。研究结果为汽轮发电机组轴系扭振故障在线监测提供了一种新的有效方法。     

汽轮发电机组轴系扭振模型——四端网络模型的完善

四端网络模型是一种精确的低阶分布质量模型，在理想化扭振模型基础上，从满足现场生产实际角度出发，考虑了汽轮发电机组轴系扭振的阻尼和附加惯量的影响，对该模型作了进一步完善。详细推导了两种情况下轴系扭振特性传递方程式，虽然它们具有相似的方程形式，但方程式中的轴系扭振特性参数却是不同的，结合具体算例，比较了在不同阻尼系数比情况下，机组轴系各阶固有频率的变化。     

簧片滑油型扭振减振器设计方法及验证

介绍了一种簧片滑油型扭振减振器设计方法。首先使用简化模型通过动力吸振理论的最佳定调比和最佳阻尼比针对轴系扭振最主要谐次进行控制,初步确定减振器的减振特性参数;再使用详细模型通过轴系扭振计算进一步调整特性参数,使扭振控制效果达到最优。然后根据参数设计结果开展结构设计,主要介绍了扭转刚度和阻尼系数两个特性参数相关的结构设计方法。最后进行设计检验。将该方法应用到HND 622V20CR柴油机的减振器设计中,显示:所设计的簧片滑油型扭振减振器与原扭振减振器相比减振效果优势明显。