转子轴向碰摩非线性流固耦合动力学特性全自由度分析

基于Jeffcott转子模型,用六自由度方法研究了考虑涡轮非线性流固耦合力的转子轴向碰摩动力学特性。通过响应分叉图、波形图、频谱图、轴心轨迹和Poincare图分析了在涡轮非线性流固耦合力作用下转子轴向碰摩的动力学表现。分析表明,非线性涡轮叶尖间隙流体激励力对转子轴向碰摩的非线性特性影响不很明显,只是在低转速时轴向振动碰摩响应中会出现更高阶的偶数倍频的超谐波成分。在高转速情况下,碰摩响应的波形和频谱不能明显反映具有弱非线性的涡轮叶尖间隙流体激励力对轴向碰摩非线性动力学特性的影响,而轴心轨迹和Poincare图则能反映这种影响,反映出碰摩响应中出现的轻微混沌。     

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。     

刚性联接平行不对中转子系统振动特性

考虑刚性联轴节不对中和圆盘不平衡等因素,建立了不对中转子系统动力学模型,推导出系统运动微分方程。对运动微分方程进行数值积分,分析不对中转子系统的动力学行为。数值结果显示,刚性联轴节平行不对中时,故障特征频率主要成分为1X分量;振动经过充分衰减后,转子系统轴心轨迹是比较稳定的圆;随着质量偏心、平行不对中量的变化,驱动轴振动幅度可能大于从动轴振幅;平行不对中对支承刚度较小的转子系统的动态响应影响较大。     

基础激励下水电机组轴系统的非线性动力分析

以水轮发电机组轴系统和基础耦合动力系统为研究对象,提出了带有基础随机外激励的水电机组轴系统的动力学模型。考虑机组的转子不平衡、转轮密封力等非线性作用,建立了该系统的非线性动力学微分方程。应用相应的数值仿真方法,结合轴心轨迹图、Poincaré映射图和分岔图等,研究了不同频率、不同强度和不同谱宽下的基础随机不确定性激励对主轴系统横向振动的影响。结果表明,基础激励频率的改变及强度和谱宽的变化将影响机组轴系统的运行稳定性,导致主轴系统出现多周期运动和混沌运动等复杂的非线性振动现象。研究进一步揭示了水轮发电机组轴系统的一些复杂非线性动力特性的内在机理和影响规律。     

非线性油膜力和啮合力作用下 齿轮系统的振动特性研究

同时考虑非线性齿轮啮合力和非线性油膜力的影响,建立齿轮–转子–滑动轴承系统的动力学模型。研究2种强非线性因素的共同作用下,系统的非线性动态响应。研究结果表明：转速相对较低时,非线性啮合力对系统振动的影响较大;随着转速的升高,非线性油膜力对振动的影响逐渐增大,并出现“半频涡动”现象,而非线性啮合力的作用相对减小;在一定的转速范围内,“半频涡动”引起的频率成分的振幅甚至超过不平衡质量引起的1倍频的振幅。这是考虑非线性油膜力和非线性啮合力作用时得到的新的结论,这些结论是过去采用线性油膜力模型时难以得到的。     

非线性弹性转子-轴承系统的混沌响应研究

建立了短轴承模型的非线性转子-轴承系统数学模型,将非线性碰摩力加入模型。数值计算得到了系统在某些参数域中的分叉图、轴心轨迹、相图、Poincaré映射、频谱图以及时域波形,对系统发生混沌运动时的动态特征进行了直观描述,当系统发生混沌运动时的时间序列进行了分形维数计算,计算分析结果为该类系统的设计和状态分析提供理论参考依据。     

600 MW汽轮发电机组转子—轴承系统的非线性振动研究

针对600 MW汽轮发电机组转子－轴承系统的非线性特点,采用等载荷 方法建立了采用短轴承模型的转子－轴承系统模型,并有数值积分和庞加莱映射方法在某些参数域中对其进行了非线性振动研究。对系统动力学特性随转速及偏心质量变化的非线性行为进行了分析,并用李雅普诺夫指数对混沌系统的状态进行行判断。     

混流式水轮机调节系统建模与非线性动力学分析

为了深入研究混流式水电站系统的稳定性问题,在简单式调压井模型基础上,考虑弹性水击效应、发电机转子二阶动态模型等因素,建立起了新的调压井单机单管混流式水轮机调节系统的非线性数学模型。通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等非线性动力学特征,分析了调速器参数变化时水轮机调节系统的非线性动力学响应,得出系统的动力学变化规律和特征,初步确定系统稳定运行的参数调节范围,为混流式水电站系统正常运行提供了理论参考。     

Jeffcott转子-可倾瓦滑动轴承系统不平衡响应的非线性分析

考虑了可倾瓦滑动轴承的非线性油膜力，对Jeffcott转子-可倾瓦轴承系统的不平衡响应进行了非线性分析。以非定常雷诺方程和雷诺破膜条件为依据，生成了单瓦非线性油膜力数据库。根据可倾瓦滑动轴承的结构特点，对单瓦数据库进行插值和拼装以获得可倾瓦滑动轴承的非线性油膜力的瞬时值。通过计算得到了不同参数下，Jeffcott转子-可倾瓦轴承系统的轴颈和转子的涡动轨迹及振幅。计算结果与线性动力学所得的结果进行比较。两者在不平衡量比较小的情况下结果吻合良好，但在不平衡量很大时结果却有较大差别。可见在进行转子-可倾瓦轴承系统的非线性动力学分析时有必要计入可倾瓦滑动轴承油膜非线性的影响。     

标高变化对轴系振动影响试验研究

在转子-轴承试验台上开展了标高对轴系振动影响试验。试验结果表明,标高会对轴系振动的1x倍频分量和2x倍频分量产生较大影响。标高变化对1x倍频分量的影响随转速升高而增大,随转子距离的增加而减小。标高对2x倍频分量的影响主要体现在二倍频共振区附近。标高变化还会影响转子轴心轨迹形状和长半轴角度。标高变化量较大时,轴承两侧轴心轨迹形状会出现较大差异。     

表贴式永磁同步电机无速传感器驱动

对转子表贴式永磁同步电机(PMSM)提出了无传感器的驱动策略。基于非线性估计方法,准确估计了转子位置与转子速度,即使系统在瞬态下,估计仍然是准确的。由于该估计系统不含永久磁铁建立的磁链,因此无传感器驱动策略对磁链变化具有鲁棒性。实验结果验证了该方案的可行性。     

转子轴系不对中响应计算方法研究

根据联轴节及转子轴系特点建立转子轴系力学模型,对转子轴系在不对中激振力作用下的动态响应进行了计算,分析了计算结果,得出不对中故障典型征兆,充实故障诊断专家系统,以便于该类故障的准确诊断。     

125 MW汽轮发电机组不对中故障的诊断

通过对黄埔发电厂3号机组(125 MW)汽轮机振动故障的特征分析,诊断出汽轮机低压转子和发电机转子中心不正是振动故障的原因,并采取相应措施消除故障.通过分析中心不正导致振动的机理,探讨了不对中故障的诊断判据.它对同型125 MW机组的故障诊断具有参考意义.     

某600MW汽轮发电机组振动故障分析

大型汽轮发电机组轴系不对中引起的振动故障比较突出,影响机组的安全运行。对某600 MW汽轮发电机组发-集联轴器不对中、低-发轴承坐标偏差、转子与汽缸不同心3种不对中类型引起的振动故障特征进行了分析,并结合几个电厂的振动故障实例,提出了运行及检修处理措施。     

600MW机组突发性振动分析与故障诊断

文章分析了某600MW机组启动升负荷过程中轴承振动突增时的振动特征,认为发电机转子与低压转子不对中是造成轴承振动的原因。进一步分析认为密封油系统参数不正常使轴系膨胀受阻,造成联轴器螺栓紧力不均匀,是导致转子不对中的原因。     

基于Bond Graph的电机驱动转子系统振动特性研究

电机驱动的转子系统是工业领域中很常见的机电耦合系统,其动力学行为及振动特性是影响机电系统安全运行的重要因素。Bond Graph作为一种基于功率流的建模方法,对复杂的耦合系统动力学建模具有独特的优势。基于Bond Graph建立了电机驱动转子系统的动力学分析模型,以该模型为基础仿真分析了机电耦合系统的动力学特性。并结合转子试验台,研究了电机工况变化及不对中故障情况下,转子系统的振动特性变化规律。仿真结果与试验台实验结果相吻合,验证了该Bond Graph模型的准确性和有效性。     

基于常值脉冲法的铁磁谐振过电压的混沌抑制

提出了常值脉冲法对中性点接地系统所发生的铁磁谐振混沌状态进行抑制。以典型的变电站接线为例,运用非线性动力学理论分析其发生铁磁谐振时所表现出的混沌特性,求取其分维数和Lyrapunov指数。该方法实质是通过向控制系统变量叠加周期脉冲,利用系统自身的非线性特征使铁磁谐振系统的混沌状态稳定在固定点,还给出了针对控制目标的常值脉冲量的确定方法。该方法能有效控制铁磁谐振过电压从混沌状态转移到期望的周期轨道,实现系统状态在混沌和有序之间的转换。数值计算和理论分析证实了该方法的有效性。     

某密封风机振动故障诊断以及治理

某台密封风机在检修后,带负荷期间振动出现了超标.通过振动分析发现是由于联轴器导致的动态转子不对中.通过对联轴器中弹性销柱进行处理后,振动问题得以解决.