混流式水轮发电机组轴系动力特性分析

研究了周宁水电站机组轴系的稳定性。采用有限元法建立了轴系动力特性计算模型,分析计算了导轴承刚度、电磁拉力、水体等因素对轴系临界转速的影响,得出了机组轴系1阶临界转速偏低的结论,并提出相关建议。     

高速永磁电机转子系统临界转速仿真研究

采用有限元法建立永磁电机轴承-转子系统动力学模型,在考虑转子离心力和不平衡磁拉力的基础上同时考虑转子系统高速旋转时的陀螺效应,利用ANSYS软件对某高速永磁电机转子进行动力学仿真分析.采用数值计算方法与仿真结果对比,验证了高速永磁电机进行转子动力学分析时考虑陀螺效应的必要性.最后研究采用滚动轴承支撑时不同支撑刚度对永磁电机临界转速的影响,给出提高电机临界转速的工程措施.     

应用一维有限元法分析电机主轴的临界转速

针对电机主轴转子的结构,采用一维有限元的方法,考虑了轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺效应和剪切变形的影响,建立了参数化的一维电机主轴转子动力学有限元模型,该模型便于调整轴承刚度和转轴结构尺寸参数,避免了重复建模,有利于缩短转子系统的设计周期,优化产品结构;使用该模型计算和分析了轴承刚度和中间轴直径对电机主轴临界转速的影响,结果表明,陀螺效应对电机主轴第一阶和第二阶临界转速的影响非常小,当轴承刚度大于一定值时,临界转速的增加随刚度的增加呈线性趋势,临界转速对中间轴的直径非常敏感.     

水电机组轴系动态特性的主要影响因素分析

1 轴系计算用有限元模型 1.1 计算模型 用ANSYS软件分析轴系振动问题。一般轴段用空间梁单元BEAM4考虑。对于转轮,把它处理为刚性单元,为了避免数值计算误差,这种单元(直径很大的梁单元)的横截面积和惯性矩不宜取得过大。 主轴轴承用线弹簧单元LINK11模拟,输入刚度、阻尼。 发电机转子选用BEAM4单元及附加集中质量单元m21。梁单元内、外径取转子中心体内、外径,发电机转子质量及GD2通过单元m21施加。 发电机磁不平衡拉力刚度系数用LINK11加,为一负值。 转子陀螺效应用弹簧元COMBINE14加在扭转刚度项。 1.2 临界转速自动计算…     

大型汽轮发电机组轴系振动特性设计

为了提高机组安全运行,轴系振动特性设计是减少机组振动的主要途径。文章介绍了大型汽轮发电机组轴系临界转速、不平衡响应、共振转速峰值响应灵敏度(Q因子)和轴系扭振的研究。通过轴系动态振动特性计算,使大型机组轴系具有良好的振动特性。     

质量、电气不平衡对三峡机组稳定性的影响

用传递矩隈法建立了单圆盘转子横向振动力学模型，研究了不平衡离心力和不平衡电磁力对三峡水轮发电机组轴系稳定性的影响。研究表明，提高平衡等级可大幅减小质量不平衡响应；而磁拉力使轴系第1阶临界转速降低11%，响应增加2倍。指出为保证机组的长期稳定运行，必须进行现场精密动平衡，并将发电机定、转子气隙偏差由5%降低到2.5%。     

多自由度永磁同步电机转子动力学特性分析

多自由度永磁同步电机含有球壳型转子,电机额定转速接近临界转速时,电机会产生多重共振,影响电机正常运行;电机转子转速需穿越1阶模态的临界转速,工作在1阶模态临界转速和2阶模态临界转速之间的安全范围。根据转子系统动力学特性,建立自由状态下的转子数学模型,对有限元法与解析法进行对比分析;分析了转子陀螺效应对临界转速的影响,并进行了转子轴承刚度对临界转速是否有影响的有限元验证;测试了不同转子轴承刚度情况下,弯曲模态与形变位移之间的关系;通过实验验证球形转子的转速与振幅之间的关系,总结出相应的规律,为该类电机的优化设计和控制提供了理论依据和数据。     

600MW超临界空冷机组基础及轴承座刚度研究

介绍了600MW超临界空冷机组的基础与轴承座刚度特性的有限元分析方法和测试方法,给出了三缸四排汽式600MW超临界空冷机组基础与轴承座的静刚度三维有限元计算结果,以及对一台同等级超临界机组现场实测研究所获得的机组基础横梁动刚度和设备安装固定后基础梁与轴承座综合动刚度数据,并在实测轴承座综合刚度及某公司采用的轴承支撑刚度条件下对轴系临界转速进行了计算和对比分析。通过对该型机组基础及轴承座刚度特性的研究,得到了600MW超临界空冷机组各轴承座综合刚度数据,以期指导同类机型或同等级机组的轴系动力特性设计。     

水轮发电机组转轴临界转速和强迫振动的精确计算

讨论了用法精确计算水轮发电机组临界转速和振型,并考虑了推力轴承刚度、发电机和水轮机导轴承的弹性以及发电机转子和水轮机转轮的回转效应对临界转速的影响。论述了由不平衡重量、电机磁拉力和水轮机不对称径向压力所引起的转轴强迫振动和回转弹性线的计算方法。     

基于多柔体动力学分析的滚筒洗衣机临界转速研究

本文从多柔体动力学分析入手,计算了滚筒洗衣机的临界转速,并与不考虑陀螺效应影响的模态分析固有频率进行比较分析,得出结论:考虑陀螺效应后,滚筒洗衣机临界转速降低,基于安全设计,临界转速分析应考虑陀螺效应影响,并由此提供了一种求解洗衣机临界转速的方法。     

风速突变工况下永磁风力发电机静态偏心磁场分析

为了研究风速突然变化对永磁风力发电机主轴的电磁力作用,特别是在已发生一定的主轴偏心的情况下风速突变对主轴的影响,利用数学表达式和仿真对气隙磁场进行了计算和分析。根据发电机气隙偏心故障时气隙磁场变化的特点,计算气隙磁导和磁场密度,并利用ANSOFT MAXWELL软件建立永磁风力发电机的二维模型,分析电流变化引起的电磁力及其对主轴的作用。仿真结果表明:风速突变引起的电流变化影响永磁风力发电机气隙磁密。转子偏心使发电机转子产生沿偏心方向的磁拉力,风速突变时转子收到的不平衡磁拉力比正常风速运行更大。     

单边磁拉力对电机转轴挠度影响的计算

电机定子中心与转子轴心不重合时,定、转子之间的气隙将会出现偏心现象。在一般情况下,气隙偏心误差不超过气隙平均值的上下10％是允许的,但过大的偏心值会产生很大的单边磁拉力,导致电机转轴挠度的增加,进而影响电机的临界转速,但许多电机设计人员在计算电机转轴的挠度时,往往忽略单边磁拉力对于挠度的影响,为此,介绍了单边磁拉力产生的原因及对电机转轴挠度影响的计算过程。     

磁流变液阻尼器控制下贯流式机组轴系碰摩振动特性分析

针对贯流式水轮发电机组轴系受多振源引发的振动问题,基于线性接触力和库伦摩擦力组成的叶尖碰摩力模型,建立综合考虑不平衡磁拉力、油膜力以及不平衡水力等外激励影响下的机组转子–转轮–轴承系统碰摩动力学模型。为抑制转轮叶片振动诱发的碰摩故障,将一种电流调节式磁流变液阻尼器引入系统,采用数值方法研究有无磁流变液阻尼器在不同转速及转轮质量偏心下对转轮振动的抑制规律。结果表明：磁流变液阻尼器的存在使原本复杂的系统响应形式变得有序,能够减弱机组在转速变化过程中产生的振动,使转轮运动更为贴近同步周期运动形式;同时,可缩减因质量偏心变化造成的混沌行为并减小其振幅波动。磁流变液阻尼被动控制对贯流式水轮发电机组具有良好的适用性,可为贯流式机组轴系减振提供有益借鉴。     

电磁与密封作用下水电机组振动的参数敏感性分析

从水轮发电机偏心转子的气隙磁场能表达式入手,推导电磁刚度矩阵,分别采用八参数模型和非线性Muszynska模型模拟水轮机转轮密封,综合考虑电磁与水力密封振源,建立由三个导轴承支承的机组轴系统三维有限元模型,分析电磁参数、密封参数、导轴承刚度及大轴外径等参数对轴系临界失稳转速的影响。为水电机组的动力设计及优化运行提供参考和依据。     

环形基础在高转速水轮发电机中的应用

作为下机架和定子的共用基础-环形基础,既承受传到下机架上的作用力,也承受传到定子上的作用力,其中,不平衡磁拉力作为内应力可以一部分相互抵消,整体刚性好,对轴系稳定有着很好的作用,同时也作为下部风路的回路,优化了混凝土结构,适用于高转速机组。     

Vibration Suppression of a Flexible Shaft With a Simplified Bearingless Induction Motor Drive

In this paper, we present new strategies of vibration suppression in flexible shaft of a motor with active and passive magnetic forces. Shaft magnetic damping originates from the principle of a bearingless motor having a radial magnetic force generation. Radial force is used for shaft vibration suppression to go through the first critical speed. Simplifications are described in a suppression force system. We propose the elimination of a power source with self-excitation, as well as the elimination of sensors, controllers, and inverters, although the effectiveness is limited.     

不平衡磁拉力引起水轮发电机转子的超／次谐波共振

本文利用非线性振动理论的多尺度方法,分析了水轮发电机转子同时存在安装偏心和质量偏心时,不平衡磁拉力引起的超／次谐波共现象,考虑到不平衡磁拉力的非线性后,发现当临界转速接近于２倍或３倍工作转地,会出现超谐波共振,同样,若临界转妆拉于１／２倍工作转速或１／３倍工作转地,会出现次谐波共振,通过模型试验,验证了理论分析的正确性,同时提出了水轮发电机转子设计的新准则。     

Unbalanced magnetic pull induced by arbitrary eccentric motion of cage rotor in transient operation. Part 1: Analytical model

Eccentric rotor motion of an electric motor induces an unbalanced magnetic pull. This eccentricity force may couple the electromagnetic system with the flexural vibration modes of the shaft. This paper presents an analytic model for this eccentricity force allowing an arbitrary rotor motion and transient operation. The general equations were simplified for the constant flux and steady-state operation. These simplified equations correspond well to the results presented earlier.