水轮发电机组转子不对中-碰摩耦合故障动力学分析

以水轮发电机组转子系统为研究对象,针对刚性联轴器综合不对中引起转子局部碰摩的问题,建立了机组转子不对中–碰摩耦合故障的动力学模型和微分方程,并利用数值积分方法研究该系统随不对中平行量和偏角参数变化的动力学行为。通过分岔图、Poincaré截面图、轴心轨迹图、时域波形图和幅值谱图系统地分析了发电机转子与水轮机转子在耦合故障下非线性动力学响应,发现机组转子系统随不对中平行量和偏角变化存在周期运动和复杂的拟周期,其碰摩过程非常复杂,机组故障特征频率除主要在1倍频外,还在0.3~0.4倍频处存在幅值较大的谐波分量。研究结果为水轮发电机组安全运行和准确识别转子不对中、碰摩故障提供有益的理论依据。     

质量不平衡转子的弯扭耦合振动分析

对Jeffcott质量不平衡转子建立弯扭耦合振动方程。利用小参数法,得到该耦合振动方程的解析解,并给出数值仿真结果。理论分析与计算表明:弯振与扭振是相互耦合的,质量偏心是耦合的前提;转子在圆频率为ω1的外部激励作用下,通过弯扭耦合,主要激发出频率为|Ω-ω1|的扭振。当转子有频率为ωT1的外扭矩作用时,将主要激励产生|Ω±ωT1|频率成分的弯振;转速Ω等于转轴扭振固有频率ωt0与弯振固有频率ω0之和或之差时,可能发生弯扭耦合共振;当外激励的频率为弯振(或扭振)固有频率时,也会激发出较大的扭振(或弯振);弯扭耦合共振导致转子损坏的可能性很小,可为故障诊断提供有益的信息。     

水电机组转子-转轮弯扭耦合振动特性分析

针对水轮发电机组轴系由多振源激励引起的非线性振动问题,本文构建了考虑动、静偏心因素的不平衡磁拉力及非线性密封力联合作用下机组轴系弯扭耦合振动模型,采用数值分析方法对系统动力学特性进行了研究.通过分岔图、轴心轨迹图和频谱图等方法分析了质量偏心、密封间隙对系统振动特性的影响.结果表明,动静偏心的加入对系统动态特性表现形式及...     

水电机组转子轴承系统弯扭耦合振动影响因素研究

建立了水电机组转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型,应用数值算法求解了不同导轴承刚度情况下,转子的弯振和扭振响应时程曲线,研究了轴承集中刚度和阻尼、陀螺力矩及转动惯量等对转子轴承系统弯扭耦合振动的影响.结果表明,轴承在弯曲方向上的集中刚度和阻尼对转子的弯振和扭振均有重要影响,而扭转方向上的阻尼对弯振和扭振影响相对较小,陀螺力矩中的扭转力矩对系统的响应起主要的影响作用,转动惯量增大使得系统的弯振和扭振响应降低.     

质量偏心对碰摩转子弯振和扭振特性的影响

摘要:针对两端刚性支承的Jeffcott转子,建立了碰摩转子的非线性弯扭耦合振动微分方程。以质量偏心为控制参数,分别对碰摩转子的弯振和扭振特性进行了数值仿真分析。结果证明:质量偏心对转子弯振和扭振特性影响非常明显,质量偏心越大,转子运动越复杂。当质量偏心较小时,碰摩转子主要出现1/2X、1/3X、1/4X和1/5X等分频振动,当质量偏心较大时,碰摩转子将出现拟周期和混沌运动。同时,弯振和扭振分叉图可分为四个运动区,质量偏心对这四个运动区的影响各不相同。文中也揭示了弯振与扭振间的相互作用关系,发现:扭振不但具有与弯振基本相似的运动特征,而且有抑制转子弯振复杂运动的能力。这些振动特征为碰摩转子的状态识别与诊断提供了一条新思路。     

水轮发电机转子密封系统转子动力学分析

本文根据水轮发电机组中的密封形式及其边界条件,求解Reynolds方程,将所获得的密封力模型加载到水轮发电机转子系统中,采用New mark数值方法对包括发电机、主轴、上导轴承、下导轴承、水轮机转轮、上冠和下环密封在内的水轮发电转子—密封系统进行数值仿真,得到了水轮发电机转子系统的转子动力学特性,并将其与水轮发电机系统实际运行数据进行对比,结果证明所建立的密封力模型符合工程实际,对水轮发电机转子系统的设计有一定的指导意义。     

考虑电磁刚度的水电机组转子轴承系统弯扭耦合振动研究

从水轮发电机转子的气隙磁场能表达式出发,推导发电机转子的弯曲及扭转电磁刚度表达式。建立了考虑弯曲和扭转电磁刚度的水电机组转子轴承系统的弯扭耦合振动模型。研究了弯曲和扭转电磁刚度在不同导轴承刚度支承情况下对转子轴承系统弯扭耦合振动的参与耦合作用,探讨了导轴承刚度和集中阻尼对系统弯扭耦合振动特性的影响。结果表明,两种电磁刚度对弯振及扭振幅值的影响存在相互激发放大作用,轴承刚度及集中阻尼虽然对弯振及扭振的影响规律略有不同,但均是不可忽视的因素。     

水轮发电机转子通风道堵塞时的耦合场分析

为了研究大容量全空冷水轮发电机的通风冷却问题,在考虑转子的旋转情况下,建立了转子风路正常时和转子磁轭通风道口堵塞时的转子三维温度场和流体场耦合计算模型。在转子各磁轭通风道口不同堵塞情况下,采用有限体积法计算分析了全空冷水轮发电机的通风冷却和发热问题。研究了转子风路堵塞时对转子励磁绕组、阻尼绕组和极靴表面的温度影响,以及对磁极间流体的流动形态的影响。当风路正常时,将计算得出的水轮发电机转子励磁绕组平均温度与实测数据进行了对比,经过对比在误差范围内,则验证了计算方法的正确性。     

水轮发电机转子平衡

水轮发电机转子平衡东北电力试验研究院李耀军１概述新安装的或运行时间较长的水轮发电机转于，可能产生某种质量不平衡，在运行时产生离心力，引起机组振动，如果振动超出允许值，必须设法予以减小或消除，以保证机组安全运行，这就需要找平衡。２基本原理设发电机转子质...     

水轮发电机定子现场立式下线棒过程中的技术问题

总结了水轮发电机定子现场立式下线棒过程中防止线棒下沉、线棒头焊接、绝缘盒浇灌等几个技术问颗．同时根据现场试验结果，提出降低槽电位的设想。     

混流式水轮发电机组横向振动特性数值分析

建立了综合考虑作用于转动部件上的不平衡力和导轴承及推力轴承刚度影响的混流式水轮发电机组横向振动计算模型,采用有限元法对机组转动部件的横向振动特性进行了计算和分析。考虑导轴承刚度与偏心率之间的关系,计算分析导轴承刚度对机组横向振动特性的影响以及转动频率对机组各部位振动响应的影响。在弹性支撑模型基础上,同时改变各导轴承刚度,对其与横向振动特性的关系进行比较分析。在导轴承刚度为定值的情况下改变机组的转动频率,对机组的振动响应进行了分析。结果表明导轴承刚度对机组横向振动特性有着显著的影响,机组的振动响应不仅与导轴承刚度的大小、转频有关,还与部位有关。为减小机组振动及设计过程中优化机组支撑结构提供了参考。     

900 MW汽轮发电机组轴系扭振的研究

主要研究了上海外高桥电厂二期工程中的 2台 90 0 MW汽轮发电机组的轴系扭振及疲劳寿命损耗。轴系扭振模型采用集中参数等值模型 ,整个轴系分为 6段。计算结果表明 ,机组扭振频率避开了工频与倍频 ,轴系不会因共振而破坏。在短路故障时轴系扭振是安全的     

导轴承系统对水电机组轴系特性影响分析

导轴承特性是影响水轮发电机组轴系振动特性和稳定性的根本因素。导轴承的特性取决于轴承的几何参数及边界条件。为了研究不同轴承几何参数及边界条件对机组轴系特性的影响,本文采用单变量参数分析法,通过分别改变轴承瓦块数,瓦间隙、轴瓦包角、油膜温度参数,运用临界转速和对数衰减率对轴系特性进行分析研究,得到轴承系统对轴系特性的影响规律。结果显示:随着瓦块数和包角的增加及油膜温度的降低,轴承的偏心率逐渐减小,油膜最小厚度逐渐增大,但随着半径间隙的增大,轴承偏心率和油膜厚度均增大。其中随着轴承参数的变化,一阶临界转速和对数衰减率变化很小,二阶临界转速呈现不同的变化趋势。最终为以后的轴承选择或运行提供一定的参考依据。     

汽轮发电机转子阻尼结构对大扰动低频振荡的影响

为了研究汽轮发电机转子大齿导条、导电槽楔和转子铁心等转子阻尼结构在大扰动低频振荡过程中的作用,首先建立了用于研究大扰动低频振荡过程中汽轮发电机转子各部分阻尼结构作用的场-路耦合时步有限元模型,并通过实验进行了验证;然后采用该模型研究了汽轮发电机转子各部分阻尼结构大扰动低频振荡过程中的作用,分析了三部分阻尼单独作用和共同作用时,对大扰动低频振荡影响较大的阻尼结构;最后研究了不同材料转子槽楔对汽轮发电大扰动低频振荡过程的影响。结果表明:汽轮发电机转子阻尼作用可以有效抑制大扰动后的低频振荡过程;在三部分阻尼中转子槽楔所起的作用较大,且转子采用铝合金槽楔对于抑制大扰动低频振荡的效果明显好于不锈钢槽楔。     

水轮机调节系统模型参数和特性综合测试仪

提出一种多功能测试仪器,不仅能测试水轮机调节系统的动态性能、静态性能和模型参数,而且可以产生系统建模所需的各种信号,从而确定环节传递函数。该测试仪器由基于32位DSP的多通道、高速同步数据采集子系统和利用面向对象方法开发的基于通用计算机和Windows平台的分析-综合子系统构成,通过高速USB2.0互连。工业现场使用表明,多功能测试仪器使用方便,减轻了测试工程师的负担,改进后可以推广应用到汽轮机及其调节系统的建模和参数实测。     

Improved rotor current control of wind turbine driven doubly-fed induction generators during network voltage unbalance

This paper investigates an improved control and operation of a doubly-fed induction generator (DFIG) system under unbalanced network conditions. A new rotor current control scheme is presented, which consists of a main controller and an auxiliary compensator. The main controller is constructed in the same way as the conventional vector control design without involving sequential-component decomposition in order to guarantee system stability and high transient response. While the auxiliary controller is specially designed to control the negative sequence current taking into account the impact of the main controller on negative sequence components. Simulated results on a commercial 1.5-MW DFIG system and experimental tests on a 1.5-kW DFIG prototype are provided and compared with those of conventional vector control and dual PI current control schemes to demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy during steady-state and transient conditions when the network voltage is unbalanced.     

双馈水轮发电机快速功率响应的控制策略研究

与常规水轮发电机组相比,双馈水轮发电机组响应速度更快、工作水头更宽,但由于双馈发电机及变频器的使用,其控制更加复杂。首先,本文基于负荷优化理论,提出了一种在等单位功率曲线上寻找最小单位流量的方法,用于改进最优转速寻优策略;其次,依据电机定子磁链定向矢量控制理论,结合双通道励磁和多变量误差叠加的控制方法,将滞环电流控制引入到双馈水轮发电机励磁控制策略中,得到快速产生电压源变换器触发信号的方法;最后,建立了双馈水轮机单机无穷大发电系统仿真模型。在实现变速恒频功能的基础上,对改变给定功率工况进行仿真研究,并与常规水电站同工况仿真对比。结果表明,本文提出的控制方法可明显缩短功率响应的调节时间,具有一定的参考应用价值。