N3—24型汽轮发电机组自激振动的诊断与处理

大型汽轮机组轴承自激振动的现象屡见不鲜,但小型汽轮机组的轴承自激振动不多见。文章针对小型机组发生的轴承油膜自激振动问题,描述了振动发生的现象和特点,通过试验对机组发生的不稳定振动进行了诊断和分析,并对轴承油膜自激振动发生的机理进行了阐述,采取提高润滑油温、修刮轴瓦、进行转子动平衡等行之有效的措施进行了处理,消除了汽轮机组不稳定振动问题。     

汽轮机轴承动力特性三维流固耦合分析模型

为了研究汽轮机转子-轴承系统非线性动力特性，从三维流体方程出发，建立了考虑轴承与转子之间耦合作用的有限元分析模型。分析指出轴承流场由轴颈旋转和振动决定；当轴颈位置固定时，流场是转速和振动的线性函数：线性函数的系数是轴颈位置的非线性函数：文中进一步对转子-轴承系统动力特性进行了分析。指出油膜压力振荡幅值随轴颈振幅的增大而非线性增大。应用该模型比较好地模拟了两种不同情况下油膜失稳故障的发生与发展过程。     

汽轮发电机组轴承座动力持性识别方法研究

汽轮发电机组轴承动力持性对转子-轴承系统振动有比较大的影响,但迄今为止,除了冲击试验外,还没有找到轴承座动力特性实测的好方法。文中提出利用转子-轴承系统结构数据和机组启停过程中不平衡响应数据重构出轴承座频响函数。利用最小二乘原理获得轴承座动力特性,新型型无需已知油膜轴承动力特性系数和转子上原始不平衡分布情况,识别结果的准确性仅仅与转子系统模化精度有关。该方法在现场很容易实现,可以对运动机组进行实测,具有非常强的实用性。文中最后结合国产200MW汽轮发电机组实例进行了仿真和试验分析,计算结果表明该方法是可行的。     

基于主动电磁控制的滑动轴承-转子系统自激振动抑制数值仿真

本文以滑动轴承支承的柔性转子系统为研究对象,仿真模拟实际机组高速旋转时滑动轴承-转子系统的自激振动情况。首先,基于有限元法建立单圆盘转子动力学模型,轴承非线性油膜力模型采用短轴承油膜力模型,主动电磁控制采用闭环控制策略,通过PID控制器参数得到其等效的刚度和阻尼;然后,采用四阶龙格-库塔法求解转子系统动力学模型,通过对转子施加主动电磁控制抑制其发生自激振动,对比分析转子升速过程中未采用主动电磁控制和采用主动电磁控制时轴承处的振动变化情况。仿真结果表明:未采用主动电磁控制时,自激振动发生在约2倍的一阶临界转速附近,而采用主动电磁控制不但降低了过临界时的振动幅值,还有效抑制了自激振动的发生。     

大型汽轮机转子-轴承系统油膜涡动故障分析及处理

油膜涡动是大型汽轮机轴系常见的失稳故障之一,在某些情形下会对机组造成严重损伤,处理不当甚至引起灾难性事故,造成直接的经济损失。首先,从轴承中的转子受力分析指出油膜涡动的失稳根源,并说明了油膜涡动的故障特征及原因分析;其次,采用有限元方法建立了简单的单圆盘转子-轴承系统模型,加以考虑轮盘质量、转动惯量的分布效应、系统阻尼,基于转子动力学分析了典型的油膜涡动的响应;最后,以某电厂1000 MW汽轮机组为例分析了可倾瓦承载的中压转子发生油膜涡动故障的特征、判别和处理方法。     

高速运动转子动静压轴承油膜动力稳定性分析

现对于发电设备转子分析动静压轴承油膜的动态性,即动静压轴承在高速工作情况下的动力学性能,如极限转速、不稳定性和对不平衡量的响应,在转子轴在升速运动过种中,轴的中心位移变化幅值迅速增加,以致难以控制,这对于轴承-轴系统则是一个极危险现象,可造成转子轴及轴承部位严重烧毁,继而造成几千万资金的损失。     

汽轮发电机组异常振动分析及处理

对某汽轮发电机组异常振动原因进行了分析,认为其主要是因油膜振荡、动静摩擦和电气故障所致.对此,通过调整汽轮机转子中心、轴承参数、轴承标高和发电机气隙后,使该机组振动故障得以消除.此外,在机组轴承稳定性较差的情况下,外界扰动易激发油膜振荡故障的发生,因此在消除油膜振荡时,应同时考虑减少外界扰动和提高轴承稳定性.     

9F燃气机组油膜涡动和油膜振荡的诊断及处理

对国内首台GE公司生产的9F单轴燃机发生在可倾瓦轴承上异常振动进行了介绍、分析和诊断。给出了引起汽机高中压转子油膜涡动和油膜振荡的定性原因分析，提出了增大油孔、减少轴承宽度等处理措施，振动故障得到治理。     

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。     

大型汽轮发电机转子振动 大型汽轮发电机转子振动的最新进展

这里介绍几篇大型机组振运的文章。“大型汽轮发电机转子振动的最新进展”综述了日立制作所近年的研究成果,有关转子—轴承系统振动分析计算,动平衡技术,模型及实物试验与计算比较。介绍了几项先进测试技术的基本原理。分析了转子非机械不平衡的振动现象。列表根据转轴振动判断转子状况,有助于运行中预防事故。“减振轴承研究”摘译自“大容量汽轮发电机转子振动”与上文同作者。仅译其为消除振动而研究的轴承结构并取得效果,它已申请获得专利。“控制转子振动”主要讲油膜振荡,蒸汽振荡等共振现象的基本概念,略述可调瓦块的减振作用。所述各种轴承结构对降低振动有参考价值。     

圆瓦滑动轴承油膜力近似解析模型

能够准确描述滑动轴承油膜力特性的数学模型是转子-轴承系统非线性动力学分析的基础和关键。该文针对圆瓦径向滑动轴承,基于周向动态Ⅱ油膜边界条件,利用分离变量法,将雷诺方程分解为类似长轴承模型方程和轴向压力方程,获得圆瓦轴承油膜压力分布近似解析表达式。通过对油膜域内压力进行积分,得到圆瓦滑动轴承油膜力表达式。基于该文提出的模型,研究了圆瓦轴承油膜压力分布,对比分析该文模型与长轴承、短轴承、有限差分法模型,结果表明该文模型能够在较宽长径比范围较准确地描述圆瓦轴承油膜特性。基于该文模型对刚性转子-轴承系统进行动力学特性分析,仿真结果验证了该文模型的有效性。     

基于定转子开窗的混合励磁双定子BSRM振动抑制

无轴承开关磁阻电机（BSRM）由于容错性高、损耗小、效率高等优点在工业领域已得到广泛应用,但电机运行时振动会限制其在某些领域的应用。以混合励磁双定子BSRM为研究对象引入一种在定转子齿部开窗的方法,通过改变外定子或转子铁心磁阻大小,可以减小气隙中的磁密大小,达到减小电磁振动的目的。采用电磁有限元法与正交试验法优化窗口的位置和尺寸,验证转子开窗对外定子径向力和转矩的影响,最后通过模态叠加法验证转子开窗对振动响应的影响。结果表明,该方法对混合励磁双定子BSRM电磁振动有较好的抑制效果但对电机转矩有一定影响。     

推力轴承油膜刚度和阻尼的解析解

水轮发电机稳态运行时，油膜刚度与阻尼对机组的垂直振动有着重要影响。本文通过对油膜压力进行二阶泰勒级数展开得到油膜摄动压力方程组，采用指数膜假定求解油膜摄动压力方程组，得到推力轴承油膜刚度和阻尼的解析表达式，在此基础上，使用三峡700MW机组的推力轴承参数，计算了该推力轴承的油膜刚度和阻尼，为研究转子系统的垂直振动提供了重要的参数。     

消除汽轮发电机组振动的研究

本文运用柔性转子振动特性理论及动平衡原理,从理论上阐明了在一阶临界转速以前,转子两轴承可能出现反相的振动特性,在二阶临界转速以前,转子两轴承可能出现同相的三阶振动特性的“异常”钡象。运用轴承润滑理论和静不定问题阐明了运行中多支承汽轮发电机组由于轴承标高变化而使轴承中心线发生改变,会引起轴承负荷重新分配和轴承动力特性改变而影响轴系振动的内在机理。并且应用轴系不平衡响应程序进行定量的计算和通过模型转子试验验证了以上分析的正确性。为正确分析机组振动原因及有效地解决此类振动问题提供了理论依据。     

汽轮发电机组轴承座动力特性识别方法研究

汽轮发电机组轴承座动力特性对转子－轴承系统振动有比较大的影响。但迄今为止,除了冲击试验外,还没有找到轴承座动力特性实测的好方法。文中提出利用转子－轴承系统结构数据和机组启停过程中不平衡响应数据重构出轴承座频响函数,利用最小二乘原理获得轴承座动力特性。新模型无需已知油膜轴承动力特性系数和转子上原始不平衡分布情况,识别结果的准确性仅仅与转子系统模化精度有关。该方法在现场很容易实现,可以对运行机组进行实测,具有非常强的实用性。文中最后结合国产200MW汽轮发电机组实例进行了仿真和试验分析,计算结果表明该方法是可行的。     

可倾瓦轴承全尺寸试验及润滑与振动性能研究

针对某在役百万千瓦级核能发电机用可倾瓦轴承瓦温过高的问题,给出了优化的轴承结构参数,并对两个不同参数的全尺寸三瓦可倾瓦轴承在动平衡试验机上同时进行了瓦块温度、油膜厚度、瓦块摆角等润滑性能及轴系振动性能试验,提出了基于瓦块自适应摆动特性的油膜厚度测试方法和瓦块摆角识别方法。结果表明:1号轴承相比2号轴承具有更好的润滑性能;利用瓦块随转子自适应摆动特性识别的油膜厚度相比理论结果具有较高的识别精度,同时依据试验膜厚信息识别的瓦块摆角相比理论结果具有较好的一致性;在振动性能方面,依据转子振动数据识别了转子的一阶临界转速及临界时轴承的综合刚度k_X、k_Y,其与理论综合刚度keq相比平均误差约50%。     

Arabelle型核电汽轮发电机轴系振动与密封瓦运行状态分析

以某百万千瓦级核电半速汽轮发电机组为研究对象，采用转子动力学的专业分析软件ARMD，建立弹簧基础-轴承-转子的动力学模型，通过动力学计算获得轴系动力学特性，现场实测轴系临界转速与计算值吻合，验证了该计算模型的准确性。在此基础上计算了发电机密封瓦热不平衡导致的振动响应，发现其振动变化主要集中于发电机转子处，密封瓦动静摩擦仅是轴系振动波动问题的直接影响因素之一，而非根本原因。同时对不同运行状态下密封瓦油膜受力进行分析，发现轴向倾斜对密封瓦受力影响最大，因此机组在检修调整过程中应保证加工及安装工艺，严防密封瓦运行过程中出现轴向倾斜。     

在线检测发电机转子绕组匝间短路的新方法

针对转子绕组匝间短路故障频发的现场实际情况,首先分析了隐极同步电机转子绕组匝间短路后励磁磁势的变化,采用气隙磁导法分析了电机气隙磁场,指出转子匝间短路故障使电机气隙磁场不对称,从而产生不均衡的磁拉力。由力的相互作用原理可知,该磁拉力不仅作用于转子,改变转子基频振动,同时还影响定子铁心的振动。随后对不平衡磁拉力引发的定子铁心的振动模态进行了分析,得出了转子匝间短路后定子铁心基频振动幅值增大的结论。最后在MJF-30-6故障模拟发电机组上进行了转子绕组匝间短路模拟实验,实验结果表明,可以通过定子铁心基频振动诊断隐极同步电机转子匝间短路故障。     

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.     

混合定子齿无轴承开关磁阻电机定子振动特性研究

凸极定转子结构及开关电源供电方式使得无轴承开关磁阻电机(BSRM)存在较大的电磁振动问题。混合定子齿无轴承开关磁阻电机可实现转矩和悬浮力之间的解耦,从而简化数学建模和控制策略。本文基于一12/14混合结构BSRM,研究了混合定子齿BSRM的定子振动特性。介绍了悬浮运行原理,分析了径向电磁力特性,运用了有限元法对电机进行了模态分析,并且建立了系统振动仿真模型,然后通过和传统BSRM进行对比,综合分析了混合定子齿BSRM的振动特性。