异步电机定子的振动与模态分析

准确计算异步电机定子的振动模态和固有频率是降低电机噪声和振动的基础。该文基于异步电机简化的物理模型,利用三维有限元软件,全面研究了异步电机定子的固有频率和振动模态。根据等效替换原理,利用多个离散的耦合单元体等效替换铁芯的有限元模型,有效的提高了定子的计算结果的准确度。在综合考虑散热筋、加强筋、底脚和铁芯叠片结构对定子固有频率计算结果准确度的影响后,使得该有限元模型的计算结果达到了很高的准确度。计算结果与实验结果进行了比较验证。     

汽轮发电机端部绕组鼻端引水线的电磁力与固有特性

依据麦克斯威尔方程，并采用分离变量法，给出大型汽轮发电机运行时定子端部鼻端处磁场分布的表达式。在此基础上，根据洛仑兹力的表达式和简化的模型，得到鼻端空心绕组引水线所受电磁力的计算式。运用有限元方法，对给出不同设计方案下的力学模型，分析鼻端空心绕组引水线的固有振动特性，并给出固有振动的各阶频率值和相应的振型图。通过得到的固有振动频率值，并与电磁力激发的强迫振动频率值进行比较，对不同情况下鼻端引水线在运行时的安全性进行一定的分析。     

由电磁力激发的电机参数振动的分岔研究

将机械振动，非线性动力学与电机瞬变理论，电磁场理论的交叉课题相结合，建立了电机转子横向振动的非线性微分方程，并将方程约化为在参数激励作用下单自由度非线性动力系统，从非线性分岔理论的观点，分析机电耦联动力系统的特性是电机领域研究的焦点，研究了由电磁力激发的参数振动非线性系统的分岔问题，给出系统的分岔转迁集和分岔响应曲线，揭示了各种电磁参数及机械参数对共振的影响，得到了有价值的结果，可对实际电机系统的参数设计，稳定运行和故障诊断提供一定的理论依据。     

压电体的混合变分原理及叠层板的自由振动分析

建立了具有机一电耦合效应的压电材料修正后的Hellinger—Reissner(H—R)混合变分原理，并推导了压电材料的Hamilton正则方程，即压电材料自由振动的控制微分方程；根据矩阵分析理论给出了带有压电材料层的叠层矩形板自由振动的精确求解方法，文中没有引入任何位移模式或应力模式假设，实例分析得到了压电混合叠层板正逆效应两种情况自由振动的低阶频率，并与已有文献结果进行了比较。本文提出的压电材料修正后的H—R混合变分原理将有利于压电材料动力问题的有限元法或半解析法的推导。     

汽轮发电机端部绕组的动力特性分析

推得了汽轮发电机定子端部绕组区域磁场分布的表达式,以及各段绕组所受电磁力的计算式.在此基础上,研究了端部两压板间绕组线棒的电磁振动问题,建立了电磁力激发下绕组梁的电磁弹性振动方程,并运用模态展开法得到了相应的强迫振动微分方程.最后,通过数值计算得到了端部绕组所受电磁力的分布图和振动响应图.     

电机的机电耦联与磁固耦合非线性振动研究

以文献综述的形式系统地阐述了电机转子系统的机电耦联振动及发电机定子系统的磁固耦合振动的近代研究成果。全文分成3个方面(即电磁激发的非线性振动;机电耦联的非线性动力学;发电机定子系统的磁固耦合非线性振动),5个问题分别进行介绍(即电磁力激发的参数 共振;电磁激发的多重共振;交流电机机电耦联振动的非线性理论;机电耦联失稳振荡及其动态分岔分析;定子系统磁固耦合的多重共振)。全文列举了63篇论文,大部分论文的理论结果均得到了实验的验证。最后,对此领域研究工作的工程意义及今后的研究展望进行了阐述。     

四圆盘扭振系统三重共振的理论与实验研究

建立了具有平方非线性并受简谐激励作用的发电机组转子轴系四圆盘扭振模化系统的模型,应用非线性振动的改进平均法,研究系统的固有频率双重内共振关系ω３≈２ω２,ω２≈２ω１且Ω≈ω１时的三重共振问题,求得系统三重共振的一次近似解及稳态响应曲线,并进行了实验验证,实验结果与理论结果相符。     

大型汽轮发电机定子系统振动与负荷的关系

研究了汽轮发电机定子系统随负荷变化的振动规律.以发电机定子系统双壳模型的Hamilton正则方程为基础,计及转子绕组的实际位置,采用半解析法分析了200MW发电机定子系统滞后功率因数cosψ=0.85的情况下不同输出功率的振动情况.本文所揭示的振动规律可作为判断发电机是否正常运行的理论依据.     

电磁力激发下汽轮发电机定子端部绕组的磁固耦合振动

依据麦克斯威尔方程，采用解析法得到了汽轮发电机端区绕组的磁场分布情况，并推得了定子端部绕组所受相应电磁力的计算式，在此基础上，对于端部两压板间的绕组线棒，给出了电磁力激发下的非线性磁固耦合振动方程组。通过模态展开并运用多尺度法，分别对非共振和组合共振情况下运动微分方程的解进行了分析，最后，运用数值计算方法给出了振动幅值的变化规律，并对线棒间的绑扎带及压板松动对振动的影响进行了分析，所得结论具有一定的实际指导价值。     

汽轮发电机定子铁芯系统的振动特性半解析解

针对汽轮发电机铁芯的层状特征,引入层合板的Hamilton理论体系,避免了对多层复合铁芯的均匀假设和等效杨氏模量的确定,减少了对结构的简化。应用半解析法,即将铁芯在Z向用解析法、X—Y向采用混合变量等参Hamiltonian元离散结构的有限元法,分析了一大型汽轮发电机冷态和热态两种极端情况的目有振动特性。与相关文献结果比较,该文的结果更接近真实情况。该文方法的另一个特点是只要一层离散的单元数确定,则全部未知数的个数就确定。对同一问题,相对于经典有限元方法,未知数规模少,计算速度快,适合工程运用。