轴承阻尼系数对汽轮机转子临界转速的影响分析

应用有限元法对四油楔油膜支撑的工业汽轮机转子进行建模和临界转速的计算,在考虑轴承刚度系数和阻尼系数的Campbell图中,除了正向涡动频率和反向涡动频率外,会出现额外的低频涡动频率,分析表明:轴承阻尼系数是产生该现象的主要原因,当阻尼系数不考虑或阻尼系数值降低到0.5×106以下时,低频涡动频率消失;另外不考虑轴承油膜阻尼系数会降低转子系统临界转速。     

密封系统对某压缩机转子振动影响的研究

利用数值分析的方法,研究了密封系统对某压缩机转子振动的影响效果。分析结果表明,密封对转子的振动有非常明显的影响,密封是否会引起转子失稳,主要取决于转子的转速、密封的交叉刚度系数和主阻尼系数,只有转速达到特定值,同时交叉刚度的影响大于阻尼的影响时,转子才会失稳;转子各级叶轮处的密封对转子振动的影响程度不同,以中间一级叶轮的影响最为显著。     

燃气-蒸汽联合循环发电机组低压缸轴承振动故障分析

某台燃气-蒸汽联合循环发电机组低压缸两侧轴承振动大。为了分析故障原因,将支撑用参振质量和刚度系数、油膜用刚度系数表示,建立了轴承-支撑系统简化模型。研究结果表明,轴承振动受支撑刚度影响较大,不同支撑刚度下轴振和轴承座振动之间的差异较大,轴振小、瓦振大现象是由于支撑刚度较弱所引起的。就某台390 MW联合循环发电机组低压转子两侧轴承振动现象进行了分析,通过动平衡减小激振力的方法消除了机组振动。研究结果表明,精细动平衡是解决这类振动问题的有效手段。     

大型核电汽轮机推力轴承油膜失稳振动研究

针对某些机型核电汽轮机出现轴向振动与径向振动耦合的现象,采用大型核电汽轮发电机组推力轴承可倾瓦块模型,对运行中油膜失稳引起的自激振动进行了机理分析。通过建立转子轴向运动方程,对某650 MW核电机组启机过程中推力轴承载荷进行了测量,计算得出不同轴向载荷和推力轴承间隙比条件下的油膜刚度和阻尼,并分析了推力轴承油膜失稳引起的转子轴向自激振动的频率特点。结果表明:轴向载荷、转速和油膜阻尼是引起推力轴承可倾瓦块轴向自激振动的主要因素;减小推力轴承间隙和增大润滑油压可以抑制转子轴向自激振动。     

线性与非线性油膜力模型下转子振动稳定性对比研究

滑动轴承的油膜力直接影响转子振动的稳定性,首次对大型多自由度转子系统在线性和非线性油膜力作用下的振动稳定性进行了对比分析。针对200Mw汽轮机低压转子一轴承系统,采用数值计算方法分别模拟了转子在非线性油膜力和传统的8个刚度和阻尼系数表示的线性油膜力模型下,转子升速过程中发生油膜失稳的典型特征。通过比较分析得出考虑油膜力的非线性特性后转子发生油膜振荡的转速提前。因此为保证大型转子-轴承系统的安全稳定运行,有必要在传统线性理论设计的基础上,引入非线性油膜力形式对系统的稳定性作进一步的计算校验。     

大型水泵滑动轴承油膜刚度对转子动力特性影响

滑动轴承作为大型水泵转子系统的重要支撑,其油膜动力特性对转子系统动力特性有着重要影响.本文从滑动轴承工作原理出发,通过对Reynolds方程进行差分求解,建立了油膜刚度系数的无量纲求解方程.通过数值模拟方法对某水泵转子系统进行研究,分析了其轴承动力特性和转子动力特性.结果表明,交叉刚度kxy和kyx对水泵转子系统稳定性...     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

发电机轴承结构形式对汽轮机轴系稳定性的影响

1概述随着大型旋转机械功率的不断增大，特别是近年来，国内外许多大型、高速旋转的机组相继发生了不同程度的油膜失稳事故，造成了巨大的经济损失，因此大型旋转机械的动态稳定性研究开始越来越受到了人们高度的重视。经过长期以来人们对旋转机械动态性能不断的深入研究发现：引起转子──轴承系统发生动力不稳定的原因，主要是因为系统本身存在着的负阻尼或交叉刚度。系统中产生负阻尼或交叉刚度的主要零部件有：滑动轴承（轴承）、迷宫密封、叶片顶隙激振、内阻尼和干摩擦（转子和静子之间的间隙不断减小时，通过接触产生的）。本文主要…     

转子系统模态及不平衡响应特性数值分析

为研究轴承支承刚度、温度对转子系统临界转速的影响,以及研究转子系统不平衡响应特性,采用集总参数法模化三圆盘等直径转子系统,通过Riccati传递矩阵法对转子系统模态及不平衡响应特性进行数值计算分析。结果表明:转子系统在各向同性支承条件下的临界转速与各向异性支承条件下的临界转速数值相近;当轴承支承刚度相对于转子系统处于弹性支承范围内时,转子系统的临界转速数值随支承刚度的增大增幅明显;环境温度的升高影响转子材料的物理性质,导致转子的临界转速数值有所降低,且以高阶临界转速受温度影响降幅最大;加载不平衡激励,在一定速度范围内扫频可得到转子系统的临界转速及相应振型;转子对不同位置处的激励,响应振型明显不同。     

平衡室内单转子与接入轴系转子振动特性变化分析

文章通过对刚性支撑单圆盘转子的刚度变化分析,模拟计算了刚度变化对转子振动特性的影响,得到了平衡室内单转子连入轴系后振动特性的变化规律。利用共振放大因子Q分析了国外某发电机转子厂内平衡时单转子阻尼和连入轴系后的转子阻尼变化情况,结合模拟计算结果对该发电机转子现场振动大的原因进行了分析、处理,验证了模拟计算结果。文章的研究结论对处理同类振动故障及预防振动问题的发生具有一定的借鉴意义。     

轴承标高对多跨转子-轴承系统非线性稳定性的影响研究

建立了考虑转子-轴承标高与非线性油膜力的多跨转子-轴承系统高维非线性动力学模型。利用固定界面模态综合法对该模型进行降维,采用Newmark逐步积分法对降维后的动力学模型进行数值计算,可得到转子在各种标高情况下发生油膜失稳的转速门槛值和轴承标高变化对系统动力稳定性的影响规律。对200MW汽轮发电机组转子-轴承系统计算分析表明：由于低压转子后轴承的标高抬起,将导致发电机转子前轴承轴颈的失稳转速显著提前,系统的稳定性降低。分析结果从理论上解释了电站200MW汽轮发电机组发电机前轴承处转子易发生油膜失稳的原因,并且证明了本文所提出方法的有效性。     

高压比增压器转子轴承系统振动性能改进

针对我国铁路运用的大功率交流传动内燃机车研发了一款新型增压器,其压比和流量较现有产品大幅提高;由于压气机叶轮线速度和转子质量提高,现有的叶轮与主轴的连接方式不能满足新研发增压器的要求,研发了一种新型的压气机叶轮与主轴连接方式,并设计了新型轴承。对改进前后的转子轴承系统进行了临界转速、稳定性、瞬态响应和转子轴心轨迹分析,并进行试验测试,验证了新转子轴承系统完全达到要求。目前,改进转子结构后的增压器已经完成了平台型式试验、装车运用考核试验,实现批产。     

迷宫密封转子动力学特性的数值模拟

采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程,研究了具有16个齿的迷宫密封转子动力学特性,分析了在两种转速条件下进口预旋对迷宫密封转子动力特性系数的影响,计算了无进口预旋时,在两种压比条件下,迷宫密封系统的交叉刚度和直接阻尼系数随转速的变化关系,并将计算结果与实验值和两控制容积BF(Bulk Flow)方法计算值进行了比较.研究结果表明:所采用的数值方法能较好地预测迷宫密封的转子动力特性,且计算结果优于两控制容积BF方法.对于迷宫密封,交叉刚度与进口预旋近似成正比关系,且随着转速的增大而增大;直接阻尼对转速和进口预旋均不敏感,但随压比的增大而显著增大.过大的进口预旋和转速均会使转子的稳定性降低;工作在较大转速下的迷宫密封系统可以通过施加合理的进口预旋来增强转子的稳定性.     

Comparative study on transient stability analysis of wind turbine generator system using different drive train models

A huge number of wind generators are going to be connected with the existing network in the near future. Therefore it is necessary to analyse the transient stability of power systems, including wind turbine generator systems (WTGS). It has already been reported that one-mass or lumped model of wind turbine system is insufficient to analyse the transient behaviour of WTGS. It has also been reported that for the precise transient analysis of WTGS, a six-mass drive train model is needed. The reduced order models (three-mass and two-mass) have also been adopted so far for transient behaviour analysis. But the transient stability analysis of using six-mass, three-mass and two-mass drive train models has not been reported sufficiently so far in the literature. The authors have conducted an analysis using these methods. First, a detailed transformation procedure is presented from six-mass drive train model to two-mass model, which can be used in the analysis of transient stability simulation with sufficient accuracy. It is then determined which drive train model is appropriate for transient stability analysis of grid-connected WTGS. The effects of drive train parameters (such as inertia constant, spring constant and damping constant) on stability are examined using the above mentioned types of drive train models. Moreover, different types of symmetrical and asymmetrical faults at different wind generator power levels are considered in the simulation analyses with and without considering damping constants in six-mass, three-mass and two-mass shaft models. Considering the simulation results, it can be concluded that two-mass shaft model is sufficient for the transient stability analysis of WTGS.     

后处理Galerkin方法在转子-轴承系统降维中的应用

高维转子-轴承系统的降维是研究转子动力学行为的关键步骤,这里着重介绍基于模态截断的后处理Caler-kin方法,并将其应用于一个双盘转子-轴承系统的降维处理.数值分析表明此方法在降低系统维数的同时保留了转子关键信息,具有较高的精度.     

弹性环刚度强度的分析方法与力学特性研究

弹性环的刚度参数是转子系统动力特性分析和临界转速设计的一个重要常数,利用有限元分析方法研究了弹性环结构刚度,通过实验测试,验证了应用有限元法计算弹性环支承刚度的可行性和精确性;并从结构设计出发,对其强度特性进行了研究。结果表明,刚度设计应主要考虑参数为凸台数目、壁厚和宽度;强度设计中应主要考虑参数为凸台数目、壁厚和过渡圆角,以此为弹性环的动力学设计提供依据。     

重型燃气轮机转子-轴承系统综合试验平台

介绍了我国已建成的重型燃气轮机转子一轴承系统综合试验平台,并对某电厂的燃气轮机联合发电机组的轴系振动进行了现场测试．结果表明：在燃气轮机整个启停过程和在额定转速下运行时,转子轴承系统运行平稳,表明该转子轴承系统设计合理,转子动平衡良好．建成的燃气轮机转子轴承系统综合试验平台为我国重型燃气轮机转子一轴承系统的自主设计和发展提供了试验条件．     

Stability improvement of induction generator-based wind turbine systems

The stability improvement of induction-generator-based wind turbine systems under power system fault conditions has been studied. Two types of generators are considered, namely rotor short-circuited induction generators and dynamic slip-controlled wound rotor induction generators. The factors affecting the stability are analysed. The characteristics of the induction-generator-based wind turbines are described, and possible methods of improving stability of the wind generators are discussed. The system modelling is presented, and then the discussed methods of improving stability are investigated. Simulation results have been presented and the effectiveness of the stability improvement methods has been discussed     

非线性弹性转子系统碰摩的动态特性

在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件问的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上，构造了具有碰摩故障转子一轴承系统的动力学模型，对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析，发现在亚临界转速区，系统响应主要以周期运动为主，在半倍临界转速附近有短暂的混沌运动。在临界转速区，系统响应为周期运动，振幅相应增大。在超临界转速区，系统响应以混沌、周期分频和拟周期为主要运动形式。不同的速度影响因数对系统的响应也具有一定的影响。该结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考。     

The Hysteresis Motor with an Anisotropic Rotor

An analysis of the hysterezis motor with anisotropic rotor has been carried out. Using an elliptical approximation for the hysteresis loop, the expression of the magnetic vector potential in the anisotropic region of the rotor has been obtained both in the case of a stator surface carrying a curent sheet with sinusoidal variation, and in the case of a rotor surface at which the normal component of the flux density has a sinusoidal variation. The relationships established allow to study the dependence of the electromagnetic torque upon the thickness of the anisotropic region made of hysteresis material, the characteristics of the hysteresis material and the degree of anisotropy. The rotor parameters have been studied and an equivalent circuit has been derived in the case of a three-phase motor.