300MW汽轮发电机组轴系扭振机电耦合冲击响应的模拟研究

大型汽轮发电机组轴系扭振是发电机机械系统与电网系统相互耦合作用的结果。由于电网负荷变化的随机性,突发性及多样性,机组承受的扭振冲击载荷及其响应特性十分复杂。本文采用弹性连续体振动波动方程的解析方法,分析了300MW汽轮发电机组的扭振响应特性,并针对几种典型的外部激励,对网机耦合作用下机组轴系的扭振强迫振动进行了计算机模拟考核。     

基于二次型全局最优控制算法的汽轮发电机组轴系扭振主动控制模拟

把线性定常二次型全局最优控制算法与大型汽轮发电机组轴系扭振理论相结合,以减少轴系扭振能和控制源能量为优化目标,提出了大型汽轮发电机组轴系扭振的线性定常二次型全局最优控制理论,构造了汽轮发电机组轴系扭振主动控制的状态空间方程。阐述了求解离散黎卡提矩阵代数方程的非递推解法,提出利用求解哈密特矩阵特征值问题来确定二次型最优控制反馈矩阵的方法。为了考查扭振主动控制效果,编制了适用于离散系统扭振主动控制的仿真计算程序,利用所编程序对一台200 MW汽轮发电机组轴系进行了扭振主动控制模拟计算,并进行了扭振主动控制的时域特性分析。分析结果表明,采用线性定常二次型全局最优控制理论对汽轮发电机组轴系扭振进行主动控制,不但有很好的减振效果,而且所需控制力矩较小。     

大型汽轮发电机组转子轴系扭振弹性波的解析研究

建立了汽轮发电机组轴系的弹性连续体扭振模型,提出了求解复杂阶梯轴系扭振波动方程的解析方法。计算了一台200MW机组转子轴系扭振波动特性的精确解,并与离散系统计算结果做了比较。根据机组扭振干扰力矩的复杂性和随机性,利用该方法进行了网机耦合作用下的扭振强迫振动考核。     

汽轮发电机组轴系扭振监测与分析系统

对汽轮发电机组轴系扭振进行在线监测与分析,是关系到汽轮发电机组安全运行的重大课题之一.本文在介绍时间脉冲法测量旋转轴系扭振的原理及信号处理的基础上,详细阐述了新近研制的汽轮发电机组轴系扭振监测与分析系统的结构组成和功能分析.     

汽轮发电机组轴系扭振及系统扰动对其影响的机理分析

从轴系扭振的基本物理概念出发,阐述了汽轮发电机组轴系扭振的现象与特点,并就电力系统电网中发生的各种扰动对汽轮发电机组轴系扭振的影响的机理进行了分析探讨。     

汽轮发电机组扭振模拟机的测试与分析

本文设计了汽轮发电机组扭振模拟机的扭振测试系统，并对模拟机轴系扭振动特性进行了测试与分析。测试结果表明，测试系统配置合理，测试结果准确可靠。通过汽轮发电机组扭振模拟机的轴系扭振动特性参数的测试分析表明，汽轮发电机组扭振模拟机的前几阶扭振固有频率、振型与被模拟对象基本吻合，因此模拟机轴系扭振动特性已达到了预定目标。     

次同步谐振对汽轮发电机组轴系扭振冲击的研究

本文研究了在电力系统发生次同步谐振时汽轮发电机组轴系的扭振特性。建立了机电统一模型,进行了数字仿真研究:并利用动模机组和模拟电网进行了一系列同步扭振试验。研究表明,次同步谐振对轴系的影响与机组特性参数和运行参数有密切关系。     

燃汽轮发电机组锥型转子扭转振动研究

对燃汽轮发电机组锥形转子的扭转刚度进行等效计算,建立了用传递矩阵法求解扭转振动固有频率的分析模型,并为其它锥形轴扭振分析提供经验和新思路.     

次同步谐振下机组轴系弯扭振动信号分析

分析了次同步谐振下机电扭振互作用的原因.针对现场难以实现的困难,提出并设计了汽轮发电机组模拟系统的次同步谐振试验,并将HHT应用到次同步谐振下的机组弯扭振动的信号分析.Hilbert谱图定量刻画了次同步谐振下轴系弯扭振动的快速发展过程,直观准确地表现了弯扭信号的本质特征.分析表明,次同步谐振下轴系的弯振和扭振是相互影响、相互作用的,发现扭振有抑制轴系复杂频率振动的能力.当次同步谐振的扭振发生时,扭振含有的丰富频率成分发生了变化,并且弯振的二倍频消失.     

5kW扭振模拟机组轴系扭振试验研究

本文在介绍TVAP—M扭振测试分析软件包的基础上,着重介绍了应用TVAP—M在5kW汽轮发电机组轴系扭振模拟机组上进行的一系列机电互作用扭振试验.通过试验确定了该模拟机轴系的扭转固有特性.试验表明:在低频情况下,变频励磁激振是一种行之有效的激振方式.最后利用串补电容方式对机电互作用下的次同步谐振进行了探讨.     

分支轴系扭振分析的动态子结构矩阵法

介绍了一种适用于复杂分支轴系扭振分析的动态子结构矩阵法，该方法利用分支轴系之间的协调关系，将直串子结构动力分析的动态矩阵法与子结构模态综合法结合起来，从而大大简化了分支轴系的扭振分析。     

INVESTIGATION OF SIMULATION EXPERIMENT ON ACTIVE CONTROL OF TORSIONAL VIBRATION IN A TURBOGENERATOR SHAFT SYSTEM

According to the theoretical analysis and calculation on the base of continuous mass system, the simulation experimental investigation on active control of torsional vibration in a turbogenerator shaft system is conducted. A test installation with the excitation of generator motor and multi-stepped shaft system is established to simulate the torsional vibration of a turbogenerator rotor shaft system, and to examine the active control strategy presented. Some useful results are reached in the experimental study.     

基于约束方程的十字万向轴扭转振动计算模型

万向轴传动由于附加力矩会对传动系统产生强迫振动,为了避开传动系统扭转共振,需要对万向轴传动系统进行计算分析,合理选取结构参数。利用约束方程表示万向铰传动特点,并用有限单元法建立双万向轴扭转振动动力学模型,通过数值仿真得到万向轴传动系统扭转振动数值解。计算结果表明:模型能够计算万向轴附加力矩引起的强迫振动,可用于万向轴传动系统扭转振动分析。     

发电机组橡胶柱销联轴器异常振动噪声诊断

为诊断某型柴油发电机组产生的异常噪声故障,将经验模态分解方法(empirical mode decomposition,简称EMD)和Hilbert变换用于发电机主轴承的非平稳振动信号处理,有效提取了主轴承振动信号的时频特征,对机组振动噪声信号、发电机主轴承振动和轴系扭振信号进行了分析。诊断结果表明,由于柴油机激励下机组轴系扭振幅值过大,引起柱销联轴器橡胶件表面的相对运动,产生干摩擦作用力,导致机组轴系产生间歇性的异常振动噪声。该方法对旋转轴系部件摩擦引起的振动噪声故障诊断具有参考价值。     

某汽轮发电机组轴系的动平衡处理及研究

以某厂的一台国产２００ＭＷ汽轮发电机组为为例,着重介绍了对国产２００ＭＷ汽轮发电机组轴泵的现场振动分析及动平衡处理的方法、步骤。通过动平衡处理及振动分析,发现了影响该机组轴系泵导振动的各种因素,并提出了改进措施,取得了较好的效果,其结论对类似机组具有一定的启发作用。     

APPLICATION OF WAVELET PACKET ANALYSIS FOR FAULT DETECTION IN ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS BASED ON TORSIONAL VIBRATION MEASUREMENT

This paper primarily focuses on detecting electrical faults in turbine generator sets by monitoring torsional vibrations with the help of the non-contact measurement technique and analysing the data acquired from torsional vibration meter. Torsional vibrations in shaft trains can be excited by periodic excitation due to a variety of electromagnetic disturbances or unsteady flow in large steam turbine generator sets and may cause failure in shaft trains. A method is presented to use wavelet packet analysis for fault detection. It is achieved by decomposing the torsional vibration signals in the wavelet packet space at different levels to give finer details. Shannon wavelets have compact supports in frequency domain, it allows the analysis to be carried out in frequency bands of interest. Its effectiveness is verified by experimental results. Moreover, the application of the proposed method can be extended to analysis for transient conditions.