基于模态分析的发电机定子端部线棒特性研究

针对发电机端部振动问题,研究了机组端部的模态特性,分别探讨了3种弹性模量的变化对机组振动特性的影响程度。先对发电机端部线棒进行参数化建模,然后利用FEM模态分析方法进行计算,对比分析计算结果,得到20阶临界频率及振型,划归振型的危险变形区域。通过对比不同工况下振型、临界频率,得出发电机定子端部线棒的典型振型,分析了对应的临界频率与弹性模量同向变化的规律,计算结果与现场检测数据相符,验证了计算方法的有效性。     

高背压供热汽轮机低压转子模态分析

针对汽轮机高背压供热改造后,汽轮机低压转子结构变化,排汽温度升高,有可能造成转子振动的问题,以低压转子标高变化为基础变量,通过模态分析,得出低压转子-轴承系统模态振型,从而分析高背压运行转子振动特性。为指导汽轮机高背压供热改造及汽轮机振动故障诊断奠定理论基础。     

核电汽轮机高中压转子弯曲故障评估及处理系统

研究HN1089型百万千瓦级核电半转速饱和蒸汽汽轮机轴系的动不平衡响应特性,首次建立高中压转子现场弯曲故障的评估及处理系统。采用转子动力学专业分析软件ARMD,先计算支撑轴承的静、动特性的性能参数,其次采用应变能法对轴系的带空腔焊接转子进行模化,并计入减振弹簧基础的参振质量和刚度,建立基础-轴承-转子的动力学模型计算轴系的动态特性。现场实测轴系固有频率结果与计算结果基本一致,证明模型正确。计算高中压转子加配重时轴系的振动响应与自身一阶振型弯曲时的振动响应,发现加重响应敏感性远低于同容量的火电机组,仅当高中压转子重心处弯曲值不超过0.06mm时,可以采取不揭缸在线安装最大质量配重螺钉的方式处理弯曲故障,但此时在线偏心传感器已无法正确评估该类弯曲故障的影响。借助该型汽轮机高中压缸特有的中间轴封体连接管孔,通过电涡流传感器可以测量转子实际弯曲度,并建立评估现场不揭缸动平衡处理可行性的系统,为快速决策高中压转子现场弯曲故障的处理提供重要参考。     

200MW汽轮机低压转子-轴承系统的非线性动力学分析

采用数值计算方法对实际大型转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了研究，计算结果能与现场的运行经验很好地吻合。用有限元法建立了200Mw汽轮机低压转子-轴承系统的非线性振动微分方程。采用Newmark逐步积分法对转子在升、降速过程中的振动响应进行了数值仿真，得到了转子发生油膜失稳的转速和油膜振荡的“惯性迟滞”现象。对转子的重力和不平衡量对系统的油膜涡动和油膜振荡的影响进行了计算和分析。计算得到了转子的振动随转子的偏心距、轴承的长径比、间隙比、润滑油粘度的变化规律，分析结果为定量和定性分析该类机组转子-轴承系统的稳定性提供了参考依据。图15表1参7     

考虑横—纵—扭支撑刚度的水轮发电机组轴系预应力模态分析

综合考虑导轴承和推力轴承的支撑刚度对轴系的横—纵—扭耦合影响,应用Ansys Workbench软件建立了悬式三支点水轮发电机组轴系的三维有限元模型,采用Block Lanczos模态分析法分析了轴系的固有频率及其振型,借助Design Exploration优化设计模块计算了机组实际运行时轴系的预应力模态,获得了水流冲击和转速变化等因素对机组轴系固有频率值的影响规律。结果表明,机组在运行过程中转速变化对轴系的低阶横向振动频率影响较大,而对其扭转振动频率影响很小。     

600MW汽轮发电机组转子系统建模与动力学特性分析

采用Solidworks软件对国产某600MW汽轮发电机组转子系统进行三维实体建模。运用Algor有限元软件对该机组各转子及轴系进行了动力特性分析。结果表明:该机组轴系的各阶模态频率值有按照各单转子各阶模态频率值由小到大顺序排列、各阶模态振型相对应的分布趋势;该机组的各转子及轴系的固有频率均满足远离工作频率的要求。为大型汽轮发电机组转子系统的三维实体建模及其动力特性有限元分析提供了一定的参考,研究结果为该机组的运行提供了理论依据。     

某60Hz汽轮机转子高速动平衡试验研究

针对目前150 MW容量60 Hz机组高中压转子的高速动平衡试验进行了研究,采用基于有限元的转子轴承动力学软件Dyrobes建立了转子-轴承-摆架系统模型,在进行无阻尼临界转速及振型分析的基础上,结合模态振型平衡和影响系数平衡的特点,根据转子实测不平衡振动形式,合理选择平衡校正面和加重形式。最后,通过高速动平衡试验验证表明,该方法能有效减少启停机次数,节约平衡费用,同时可为这类国产小容量60 Hz汽轮机组转子高速动平衡提供技术参考和经验借鉴。     

风电机组高柔塔二阶涡激振动特性研究

针对现有风电机组涡激振动研究侧重于无顶部质量刚塔的一阶涡激振动,忽视有顶部质量高柔塔的二阶涡激振动的不足,开展高柔塔二阶涡激振动特性研究.首先,基于GH Bladed软件建立高柔塔风电机组模型,并通过模态分析得到高柔塔二阶固有频率及模态振型;然后,基于涡激振动相关标准,计算二阶涡激振动作用时各高度处的惯性力;最后,以某...     

悬臂转子系统振动特性分析

推导建立了考虑转轮叶片作用的悬臂转子系统动力学方程.对运动微分方程进行数值积分,分析了质量偏心、转轮叶片质量及轴承之间的距离等对悬臂转子系统振动特性的影响.数值分析结果表明,随着圆盘2质量偏心的不断增加,转子系统的径向位移近似线性增大;当转轮叶片质量、轴承之间的距离等取不同值时,转子系统径向位移的变化情况较为复杂.圆盘1的径向位移值可能会大于、等于或小于圆盘2的径向位移值.     

耦合故障对水电机组转子动力特性的影响分析

为了解多故障耦合机制下的水电机组转子运动特性,利用能量守恒的拉格朗日方程建立简化的转子动力学仿真模型,基于正交试验原理,以振动峰值为评估目标,分析了质量偏心、转子平行不对中、转子夹角不对中、转速等因素对机组转子动力特性的影响。结果表明,多故障耦合机制下,质量偏心影响权重最大,转子平行不对中和夹角不对中的权重关系与转速有关,即低速时夹角不对中影响较大,反之则相反;转速较高时,转子易发生碰摩现象。     

大型抽水蓄能机组振动特性分析与评价

抽水蓄能机组振动尤其是其水力稳定性直接关系到电站的安全运行,是检验主机设计加工、现场安装及新机调试等质量的重要验收指标之一。以清远抽水蓄能电站~#1机组为研究对象,基于动平衡试验等一系列现场试验,结合旋转机械振动测量评价ISO标准和机组自身特性,评价分析了~#1机组振动特性。结果表明,采用长短叶片转轮设计明显降低了无叶区压力脉动和水导轴承座振动,且其振动性能优于常规叶片转轮。利用现场动平衡试验解决了发电机转轴振动及轴承座振动由质量不平衡所导致的振动超标问题,在最优工况下~#1机组上导、下导轴承座振动位移均小于16μm,三导摆度位移均小于148μm,即便处于50%负荷稳态工况其振动幅值仍处于A/B区。     

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。     

大型水轮发电机转子动偏心电磁振动仿真

针对转子动偏心状态下某大型水轮发电机在不同励磁电流工况下的电磁振动问题,采用ANSYS Rmxprt组件建立2D瞬态电磁仿真模型,通过麦克斯韦应力张量法分别求出水轮发电机定子铁芯齿端在25%、50%、75%、100%四种不同励磁电流激励下所受的电磁力密度频域分布;最后将电磁力密度各阶谐波加载到3D定子系统齿端,通过2D电磁与3D结构谐响应耦合分析获得转子动偏心状态下水轮发电机定子支座在空载变励磁工况下的振动频域分布。研究发现,水轮发电机转子偏心工况下电磁力波主要集中在一倍转频上,而电磁振动以一倍转频为主,同时随着励磁电流减少,电磁力密度和电磁振动逐渐降低。     

大型水轮发电机转子动偏心电磁振动仿真

针对转子动偏心状态下某大型水轮发电机在不同励磁电流工况下的电磁振动问题,采用ANSYSRmxprt组件建立2D瞬态电磁仿真模型,通过麦克斯韦应力张量法分别求出水轮发电机定子铁芯齿端在25%、50%、75%、100%四种不同励磁电流激励下所受的电磁力密度频域分布;最后将电磁力密度各阶谐波加载到3D定子系统齿端,通过2D电磁与3D结构谐响应耦合分析获得转子动偏心状态下水轮发电机定子支座在空载变励磁工况下的振动频域分布。研究发现,水轮发电机转子偏心工况下电磁力波主要集中在一倍转频上,而电磁振动以一倍转频为主,同时随着励磁电流减少,电磁力密度和电磁振动逐渐降低。     

某250MW抽水蓄能机组转子动平衡

某抽水蓄能机组在整组启动试运行时导轴承摆度偏大,分析发现转子质量失衡引起的不平衡力是该机组机械振动的主要激振源之一。将时域-频谱与不卸试重块的影响系数相结合的分析方法应用于该机组转子动平衡试验中,结果表明该方法具有判断失重角相位精度高、不用卸试重块及启机次数少等优点,为抽水蓄能机组转子动平衡研究提供了新思路。     

600MW超临界机组转子不平衡故障分析与处理

分析了质量不平衡故障机理、原因和振动特征,针对某电厂2号600 MW超临界机组9号瓦及1号瓦轴振大的问题,进行了测试和分析,判断1号、9号轴瓦轴振大为不平衡量增大所致,分析了引起不平衡的原因。根据诊断结果,对1号、9号轴瓦进行了动平衡和抽高中压转子返厂处理。并与同类故障进行比较,给今后相似故障的分析处理提供参考。     

燃气轮机滚动轴承故障及振动传递特性研究

针对燃气轮机动力涡轮转子系统中滚动轴承故障高发的问题,基于赫兹接触理论建立了滚动轴承故障激励力模型,并验证了其准确性。基于有限元法建立了转子-轴承-机匣-固定平台整机模型以揭示振动传递特性。频域分析结果表明：单故障条件下不平衡激励力与滚动轴承故障激励力是单向耦合的关系;双故障条件下,若故障点直径相同,加速度信号中滚子故障主要频率对应的加速度幅值最大,外圈故障主要频率对应的加速度幅值最小。     

某型燃气发电机组异常振动分析

详细介绍了某台36MW机组运行中出现的异常振动现象。产生振动异常的处理情况。通过对机组振动的全面监测和分析,判定振动异常是由于轴承油膜失稳和轴系不平衡所引起的。通过调整中心、修改轴承以及高速动平衡,机组振动达到优良标准。     

离散小波与傅里叶分析相结合的水电机组振动测试研究

为了更为准确有效地诊断水电机组的振动情况,对国内某电站进行稳定性试验,实测变负荷情况下机组的上下机架、各导轴承的振动和摆度信号以及尾水管的压力脉动,分析振动峰峰值与负荷的变化规律,并结合离散小波与频谱分析对水导轴承的摆度信号进行处理,提取出信号的奇异点和能量的优频(集中在0~50Hz的中低频段内)。分析得出是机组的动不平衡引起的主轴碰磨和水力脉动引起机组的异常振动,需进行动平衡处理,通过实际检修验证了该方法的有效性。     

上海引进型300MW机组发电机-励磁机振动特性综述

上海引进型300MW机组存在工作转速下励磁机振动不稳定问题.首次改进后引起临界转速区域发电机与励磁机振动响应过高问题.第二次改进后采用静态励磁方式,彻底解决了因设计原因引起的该型机组发电机-励磁机振动问题.基于现场实测数据及转子动力学理论,讨论及总结该型机组发电机-励磁机振动机理和特性.