基于有限元的风力发电机转子系统动特性分析

针对异步风力发电机转子及端部风扇进行了建模和动特性有限元分析计算.首先对风力发电机转子的运动方程进行了描述,说明了转子临界转速的理论定义.进而分别对转子和转子端部风扇建立了有限元模型,并采用分块兰索斯法对转子和风扇的前四阶固有频率和振型进行了求解,最后针对求解结果进行了分析,指出了误差决定因素.所述方法和所得结果对于风电运行人员具有参考价值.     

大间隙环流中偏心转子动特性系数的计算

基于大间隙环流中同心平行涡动转子动特性系数,用数值方法求解了偏心平行涡动转子动特性系数。与已有数值计算结果和实验结果比较表明该方法具有较好的精度。实例计算表明偏心率对大间隙环流中偏心转子动特性系数有较大影响。     

复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析

针对现有方法在求解复杂转子-轴承系统非线性动力学特性时的不足,提出了基于动网格技术的计算流体力学和转子动力学相结合的流固耦合计算方法。首先建立滑动轴承轴心轨迹的运动方程,然后采用动网格技术对滑动轴承流场进行非线性瞬态计算,得到动态载荷作用下转子-轴承系统的轴心轨迹。最后,通过对某复杂转子-轴承系统非线性动力学特性的分析对本文方法进行了验证。结果表明,方法能够准确分析复杂转子-轴承系统非线性动力学特性并可求得其轴心轨迹。     

转子涡动工况下螺旋槽液膜密封性能研究

基于转子在临界转速下的涡动特性,分析转子涡动的轴心运动轨迹.由于动环圆心运动轨迹追随转子,故以动环圆心的圆形运动轨迹为研究点,建立动环偏心的液膜区域模型.采用有限差分法对广义雷诺方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到液膜密封端面压力分布,并探讨动环偏心距对液膜开启力、摩擦扭矩、泄漏量以及空化率等液膜密...     

迷宫气封齿高对转子动力学系数的影响

将流场分为2个控制体,对流体基本方程及经验公式进行摄动求解,且采用流量连续原理及迭代法求解各腔室内的静态压力,同时也引入气封齿齿高于原双控体模型中。对修正的双控制体模型的分析结果表明:必须考虑气封齿齿高对转子动特性的影响,引入齿高后的转子动特性系数更接近于Childs实验值;不同的气封齿位置,具有相类似的动特性变化趋势。     

转/静子齿对迷宫密封泄漏特性与动力特性影响机制研究

迷宫密封齿设计于转子或静子上对迷宫密封的性能影响较大.为揭示转/静子齿对迷宫密封泄漏特性与动力特性的影响机制,应用非定常动网格技术建立了迷宫密封泄漏特性与动力特性多频椭圆涡动求解模型,在验证求解模型准确性基础上,分析转/静子齿迷宫密封的泄漏特性与动力特性,并讨论2种结构对迷宫密封转子系统稳定性的影响.结果表明:转/静子...     

斜齿圆柱齿轮传动系统动力学模型及动特性试验研究

以一个带有原动机、工作机的斜齿轮传动系统为研究对象,同时考虑了电动机转子、各联轴器、斜齿轮副及发电机(工作机)转子等影响因素,并且引入了齿轮啮合传动时的变形协调条件,建立了一个多质量系统的动力学模型,研究了在各种不同条件下系统扭转振动、横向振动以及两者的耦合振动,并采用四阶Runge—Kutta法进行求解,得到了几个关于齿轮动力特性的影响规律,同时通过动特性试验对所建模型进行了验证。     

间隙环流中同心涡动转子动特性的研究

考虑轴向流动因素的影响，采用紊流整体流动模型和Moody壁面摩擦系数方程，建立间隙环流3D非线性微分方程，运用摄动法和线性振动理论分析求解间隙环流中同心涡动转子动特性系数。实例计算结果表明，间隙环流中同心涡动转子动特性系数与间隙的大于有关，同时分析轴向压差、壁面粗糙度、长径比及入口预旋等参数对大、小间隙环流中同心涡动转子的动特性系数的影响。     

空冷135 MW汽轮发电机转子横振特性研究

首先应用动力特性计算程序对某大型空冷汽轮发电机转子进行临界转速计算,以考核其是否达到国标规定的设计要求。然后应用模态试验技术对转子一轴承系统进行模态分析,以验证计算的正确性,最后通过测量获得转子的实际临界转速,全面获得该空冷汽轮发电机转子的横振特性资料。     

基于柔性转子动力特性分析的动平衡技术

阐明柔性转子进行动力特性分析的必要性,提出采用有限元分析软件ANSYS求解转子动力的特性,并运用转子动平衡技术思路。对转子进行模态、谐响应和瞬态响应分析,求出转子的前三阶固有频率,得到在不同形式外力激振下转子的响应特性。研究了柔性转子的迟滞特性和减幅特性以及平衡此类柔性转子的基本方法,为实际工程应用提供理论参考。     

200MW机组转子-轴承系统非线性动力学特性分析

利用大型有限元计算软件ADiNA对某国产200MW汽轮发电机组转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了初步分析。通过ADINA程序提供的用户接口将滑动轴承的非线性油膜力进行了考虑,计算中只计入了电机转子两端轴承的非线性影响。为了验证方法的有效性,以单盘柔性转子-轴承系统为对象,将计算结果与数值积分方法的结果进行了对比,表明该处理方法有很高的计算精度。最后,将对200MW机组转子-轴承系统的非线性动力学特性分析结果与线性分析结果也进行了比较,证明利用ADINA程序对大型机组转子-轴承系统的菲线性动力学特性进行分析是可行的。     

660MW汽轮机转子的低速动平衡理论与实践

从挠性转子的动平衡方程出发,以660 MW汽轮机转子为例,介绍了挠性转子的低速动平衡的原理与方法。     

基于流固耦合的滑动轴承非线性油膜动特性研究

针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力特性系数, 解决了采用有限差分法时多次迭代的时效问题,大大提高了计算效率;然后根据计算得到的非线性油膜动力特性系数,通过Newmark-β法分析转子系统的瞬态响应,用学科间迭代方法实现了非线性油膜动力特性系数与转子瞬态响应之间的流固耦合;最后以Jeffcott转子系统为例,对比研究了传统静态分析方法与动态分析方法。结果证明,采用动态分析方法得到的转子系统瞬态响应幅值更小,精度更高。     

大间隙环流中转子系统稳定性研究

采用数值方法研究了转子周围大间隙环流动力学特性及其作用的Jeffcott转子动力学系统的稳定性。结果表明,大间隙环流对转子动力学系统的稳定性有很大的影响,同心转子也将产生半速涡动,最终以正向涡动模式失稳,偏心转子失稳转速有较大的降低,失稳模式取决于系统条件。     

转子热态不平衡振动故障的研究与消除

分析了某汽轮发电机组转子热态不平衡振动的动力学特征。介绍了利用热态质量平衡法消除振动的现场试验过程．为处理该类异常振动提供了有效的参考.作者简介：     

600MW汽轮机组大型转子-轴承系统非线性动力学分析

针对600 MW汽轮发电机转子-轴承系统,采用ANSYS计算了转子固有频率,分析其振动特性。建立了具有1 016个自由度的非线性振动方程,并基于固定界面模态综合法降维至34个自由度。分析了转子稳定性随转子偏心距、轴承间隙和润滑油动力黏度的变化规律,并利用三维谱图分析了不平衡力和重力对油膜失稳的影响。     

Vibration of a steam turbo-generator (TG) set during shutdown period

The steam turbo-generator (TG) sets in power plants during the shutdown period often operate at a very low speed with the aid of barring gear. This low speed is known as the barring speed and it is of the order upto 100 RPM. The purpose is to float the rotor in the fluid bearings so that the rotor heavy self-weight should not cause any damage to the bearings. The barring speed also maintains uniformity of temperature across the complete rotor when cooling down from operating condition to normal condition. Operating at the barring speed is often considered as the machine is close to the stand still condition and may not be subjected to any harsh vibration problem. However the in-situ vibration measurement on a typical steam TG set during machine shutdown operating at the barring speed reveals that the machine is subjected to vibration which may have potential to propagate the existing damage further. The paper presents a typical industrial case study and observations.     

汽轮机转子输出端和联轴器的设计探讨

针对汽轮机转子输出端和联轴器的设计问题,简述了工业汽轮机转子的特点和积木块的设计思想;论述了转子输出端的设计方法和流程,回顾了联轴器的设计发展历程,介绍了当今国际标准中,有关联轴器的型式、规定和要求;重点阐述了转子输出端与联轴器的配合和配置设计,指出了该领域的设计发展方向和趋势;首次提出了在工程设计中,确定转子输出端名义轴径,按当量扭应力的安全系数法来进行定量计算的概念;并对转子输出端与联轴器的螺纹联结形式和油槽位置等工艺性结构的合理设计进行了定性分析和探讨。     

发电机转子负序涡流场分析与计算

汽轮发电机的不平衡负载将使转子感应出两倍工频(100 Hz)的涡流,引起转子铁芯及其阻尼电路的发热,从而限制了发电机的负序能力。利用复数表面阻抗的概念给出了转子负序涡流场的分析方法。在此基础上,以转子极面加阻尼系统的300 MW汽轮发电机为例,计算了发电机稳态负序运行时转子上的涡流分布和损耗分布。根据计算结果,讨论了转子极面加阻尼系统对提高发电机负序能力所起的作用。     

A novel nonlinear model of rotor/bearing/seal system and numerical analysis

A novel nonlinear model of rotor/bearing/seal system based on the Hamilton principle is proposed for steam turbine systems in power plants. The Musznyska model and unsteady bearing oil-film force model were applied to describe the nonlinear steam excitation force and oil-film force. The Runge-Kutta method was used to solve the motion equation of the rotor/seal/bearing system. The dynamic characteristics of the rotor/bearing/seal system were analyzed with bifurcation diagrams, time-history diagrams, trajectory diagrams, Poincare maps and frequency spectrums. The numerical analysis indicates that the seal force and the oil-film force influence the nonlinear dynamic characteristics of the rotor system. With the increase of rotation speed, the rotor system exhibits rich forms of periodic, double-periodic, multi-periodic, quasi-periodic and chaotic motion. The combined impact of steam excitation force and bearing oil-film force may cause a severe vibration which seriously affects the safety and stability of the rotor. The presented model provides a theoretic foundation for further research on the ultra-supercritical steam turbines.