次同步谐振对汽轮发电机组轴系扭振冲击的研究

本文研究了在电力系统发生次同步谐振时汽轮发电机组轴系的扭振特性。建立了机电统一模型,进行了数字仿真研究:并利用动模机组和模拟电网进行了一系列同步扭振试验。研究表明,次同步谐振对轴系的影响与机组特性参数和运行参数有密切关系。     

齿轮轴系弯扭耦合振动理论的统一

在研究齿轮轴系的弯扭耦合振动时,有两种常用的耦合模型,即力耦合模型和几何耦合模型。本文证明,这两种耦合模型以及基于这两种耦合模型构建的齿轮轴系弯扭耦合振动方程可以被统一到一个统一的模式中;几何耦合模型是力耦合模型的特例,几何耦合模型及基于几何耦合模型的齿轮轴系弯扭耦合振动方程可分别从力耦合模型及基于力耦合模型的齿轮轴系弯扭耦合振动方程中导出,从而大大方便和简化了用几何耦合模型构建齿轮耦合轴系弯扭耦合振动方程的过程。对这两种耦合模型进行的数值计算与分析表明,在进行齿轮耦合轴系转子动力学研究时,几何耦合模型和力耦合模型具有相同的效果,而且力耦合模型中齿轮啮合刚度的取值对计算结果几乎没有影响。     

裂纹转子弯扭耦合振动瞬态分析

针对两端刚性支承的Jeffcott转子，导出了固定坐标系中裂纹轴的剐度矩阵，建立了裂纹转子的弯扭耦合振动非线性微分方程。通过数值仿真手段，着重分析了转子升速过程中弯振和扭振的瀑布图、Bode图以及加速度的影响。研究表明，升速过程中，弯振和扭振都出现了1／2阶和1／3阶亚谐共振现象，它们的1X，2X和3X分量共振峰对应转速下的相位角有180。的突变，且在除各分量峰值转速外的其他转速处（如ω0，1／2ω0和1／3ω0）相位角也有一定的波动。弯振响应分别在1／3ω0，1／2ω0，ω0，3／2ω0，2ω0和左右弯扭耦合区处出现共振峰值，而扭振响应则在ωt0和左右弯扭耦合区处出现峰值。有无裂纹情况下的弯振和扭振受加速度的影响大致相同，但在相同加速度下，裂纹转子较无裂纹转子的临界峰值更大，对应的临界转速则更小。     

Jeffcott裂纹转子弯扭耦合振动特性分析

以重力决定的开闭裂纹模型为研究对象，导出了固定坐标系下该模型的刚度扭阵，建立了裂纹转子弯扭耦合振动微分方程，并对转子裂纹的升速瞬态响应和影响因素进行了计算机仿真研究。结果表明：升速过程中，弯振存在1／3阶和1／2阶亚谐共振现象，扭振出现1／2阶亚谐共振；在弯扭左耦合区，出现弯扭耦合共振；在亚临界转速区，存在1X，2X和3X等倍频分量的弯振和扭振；影响弯扭耦合振动特性的因素很多，包括裂纹刚度、裂纹夹角、质量偏心和阻尼等。     

碰摩转子弯扭耦合振动特性分析

在给出单盘转子弯扭耦合振动的一般理论模型后 ,对碰摩转子的弯扭耦合振动动力特性进行了理论分析。在给出几个基本概念和碰摩转子弯扭耦合振动的激振力形式、刚度与阻尼的变化后 ,建立了碰摩转子的非线性弯扭耦合振动微分方程。然后对弯扭耦合振动转子的碰摩特性进行了数值分析 ,得出了若干结论 ,找出了扭转对弯曲的影响特征。     

变刚度曲轴弯扭耦合振动分析

曲轴作为压缩机的关键部件,其振动形式复杂且相互耦合。针对曲轴旋转时弯曲刚度不断变化的特性,给出了变刚度的曲轴振动模型,推导了弯扭耦合振动的非线性微分方程组并应用多尺度法求解。求解结果和曲轴实例分析表明,由于变刚度的影响,曲轴的弯曲、扭转振动发生更大振幅的耦合振动。相比定刚度解,变刚度曲轴的轴心轨迹波动、弯曲振动振幅明显增大。在扭转振动主共振时,弯曲振动也出现较大振幅,忽略变刚度因素,将造成较大的误差。     

特高压输电系统次同步谐振分析

加装串补装置可提升高压输电线路的输送能力,但这也是系统发生次同步谐振的诱因之一。以某实际电力系统为例,采用解析法对汽轮发电机组轴系扭振的模态进行分析,对不同频率下系统等值阻抗进行扫描,研判发生次同步谐振的风险;并基于时域仿真,对不同工况下系统运行情况进行验证,结果表明：汽轮发电机组轴系扭振模态与解析法的计算结果吻合;机组轴系扭振的剧烈程度及振荡模态会随故障不同而改变;任何工况下,发电机轴段均不会发生轴系扭振。     

齿轮传动转子系统弯扭耦合振动研究

为分析齿轮传动复杂轴系的振动问题,根据有限元法和拉格朗日法,考虑陀螺效应、油膜支承等因素,得到了转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型;在此基础上,根据齿轮副运动过程中啮合刚度和啮合阻尼的变化,得到了齿轮副系统的弯扭耦合振动模型。然后,根据齿轮副的实际排列方式,引入方位角,使得转子模型与齿轮副模型坐标统一化,并将其耦合到一起,得到了更加接近实际的齿轮转子模型,并且计算了其临界转速和振型。研究结果表明,耦合后转子的临界转速低于单转子的临界转速,齿轮传动对转子轴系振动有着明显影响。     

汽轮发电机组轴系扭振及系统扰动对其影响的机理分析

从轴系扭振的基本物理概念出发,阐述了汽轮发电机组轴系扭振的现象与特点,并就电力系统电网中发生的各种扰动对汽轮发电机组轴系扭振的影响的机理进行了分析探讨。     

大型水轮发电机组弹性轴系由电磁参数激发的弯扭耦合振动的研究

利用弹性体非线性振动的能量法研究水轮发电机组弹性轴系在电磁参数激发下弯扭耦合振动规律。揭示了弯曲振动能够激发扭振,两者相互耦合。利用奇异性理论在物理参数空间对共振的分叉形式进行分析,找到抑制共振发生的参数区域,为机组工程设计和安全运行提供理论依据。在弯扭耦合情况下,通过数值分析所得弯曲振动响应的理论结果与实测结果相符。     

基于振动信号诊断齿轮断齿故障新方法

针对齿轮断齿故障的非平稳、非线性特征,利用希尔伯特-黄变换非常适合处理非平稳、非线性信号的特点,首先对信号进行经验模态分解,获得一系列本征模函数,然后对本征模函数作希尔伯特变换,获得希尔伯特谱,通过对某厂齿轮箱断齿信号分析,很好地提取出了断齿故障特征,并能够确定断齿的严重性和数量,对于工程实际中齿轮故障的诊断具体明显的实际意义。     

基于振动信号特征量SVM分类的配变故障识别方法

配变油箱表面的振动信号富含绕组和铁芯的各类状态信息,是绕组和铁芯工作状况的最直接体现。采用希尔伯特黄(Hilbert-Huang Transform,HHT)带通滤波提取配电变压器振动信号主成分,获得表征绕组状态的100Hz分量及表征铁芯状态的150~1000Hz分量;利用负载电流拟合法提取绕组振动信号的特征量,通过测到的已知振动信号估计指定负载下的绕组100Hz振动幅值,构成绕组振动的特征向量;利用具有良好泛化能力及鲁棒性的双谱奇异值表征铁芯振动的特征。提取实验室试验测得的绕组松动、绕组变形、铁芯松动、铁芯两点接地以及铁芯接地不良等故障振动信号的特征向量,用基于信息融合的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)实现绕组和铁芯状态的识别,结果验证了本文方法的有效性和准确性。     

轴系扭振测试分度误差补偿方法及程序实现

对于扭转振动的测试目前普遍采用非接触测量法,使用这种方法时分度装置的分度误差对于测量结果有很大的影响;详细的阐述了分度误差的补偿原理,给出了基于LabVIEW编写的分度误差的补偿程序.由测试结果可以发现,经过分度误差补偿后的数据曲线变得光滑平顺,明显的减小了分度误差对于测量结果的影响,使测试结果更加精确.     

旋转机械故障诊断中的振动信号自适应分形压缩算法

首先介绍了迭代函数系统编码的理论基础;然后计算迭代函数系统编码的各个参数,依据迭代函数系统编码的理论基础和旋转机械振动信号的分形特性提出了振动信号自适应分形压缩编码及解码的算法,自适应分形算法的特点是分段长度根据振动信号的特点由误差门限值自动确定;最后通过对实例应用的分析,计算振动信号的压缩比以及压缩重构后的信噪比和均方根误差,表明该算法是可行的。     

离心压缩机扭振分析与联轴器选型

利用工程实例,结合机组扭振分析结果,分析联轴器选型对机组可靠性的影响,并根据分析结果对机组联轴器选型提出指导性建议,确保机组安全可靠。     

面向故障诊断的行星齿轮扭振信号测量与分析

行星齿轮箱的运行状态对直升机飞行安全非常重要。行星齿轮箱常工作在恶劣的条件下,容易出现磨损或疲劳裂纹等故障。为实现基于扭振信号的行星齿轮传动故障诊断,采用基于增量式编码器的扭振信号测量方法,分别测量了输入轴和输出轴的扭振信号,并分析对比了信号对齿轮故障的敏感性,结果表明,输入轴信号较输出轴信号能更准确地诊断故障。分析比较了负载对信号的影响,认为在重载情况下输出轴扭振信号比输入轴扭振信号对故障特征更加敏感。     

包络分析法在某航行体振动信号处理中的应用

叙述了利用 Hilbert变换的方法对振动信号进行复包络分析的原理 ,编程并计算了某水下航行体复包络的振动信号 ,并对高频振动信号所对应的振动源进行了识别 ,同时对计算结果进行分析并得出相应的重要结论     

发电机定子线棒振动故障诊断

利用锤击激振法进行了线棒结构动特性测试,进行了线棒二倍频的振动故障诊断。线棒重新绑扎后,其结构特性得到了很好的改善。实验表明,对大修过程中处理的线棒进行二倍频的振动故障诊断具有非常重要的意义。     

装载机变速箱扭振测试与分析

某型装载机样机在可靠性试验过程中出现变速箱液压取力轴断裂故障。将装载机发动机传动系扭振的测试结果与理论计算结果比对,指出扭转共振是造成该轴出现故障的原因。通过应用扭转减振器,显著降低了液压取力轴扭转共振现象,解决了该故障问题。