水轮发电机组空载状态下非线性运动特性分析

发布时间：2021-08-15 11:15

　　鉴于不同类型的电磁力会对转子的稳定运行产生影响,从实际水轮发电机组运行特性出发,利用变阶数微分方程对发电机转子系统进行参数化建模,选定变步长求解器进行计算,结合轴心轨迹图及频谱图分析了不同电磁力对轴系摆度的影响,分别探讨了两种气隙对机组轴系摆度的影响程度。对比两工况的计算结果,发现均匀圆周电磁力有助于提高转子运行的稳定性;而在发电机几何不对中而引起的非均匀电磁力作用时,转子的运行状况有较为复杂的变化,不利于机组安全稳定运行,计算结果与现场检测数据互相印证。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(11)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

发电机转子气隙偏心示意图

将二维平面中的两个方向的位移量拟合可得转子轴心轨迹，通过轴心轨迹分析可反映典型旋转机械的运动特性；信号频谱图是将时域信号进行FFT变换，得到振动及摆度曲线在频域中的响应，也是判断机组运行状态的重要指标。图2为空转、升压工况下转子轴心轨迹，图3为空转、升压工况下转子频谱图。由图2、3可看出，在未添加电磁力的工况下，轴心轨迹呈现拟周期运动形式的多圈圆环，一倍频分量为2.18×10-5 m；添加均匀电磁力后，转盘轴心轨迹运动幅值大幅下降，添加电磁力的一倍频分量为7.6×10-6 m。模拟证明在合理的添加均匀磁场状况下，电磁力对系统提供非保守力的支撑，属于循环力范畴，给予系统一定的阻尼，为转子系统趋于稳定运行助力。图3 空转、升压工况下转子频谱图

空转、升压工况下转子频谱图

【参考文献】：
期刊论文
[1]同步发电机偏心与绕组短路故障对磁场及电磁振动的影响[J]. 谢颖,刘海东,李飞,刘海松.  中南大学学报(自然科学版). 2017(08)
[2]大型水轮发电机转子动偏心电磁振动仿真[J]. 寇攀高,李超顺,李如海,彭宣霖.  水电能源科学. 2017(02)
[3]水轮发电机转子非线性电磁振动的幅频特性[J]. 徐进友,刘建平,宋轶民,王世宇.  中国机械工程. 2010(03)
[4]旋转电磁力激励结构振动的隔离和抑制[J]. 俞茂宏,尚晓阳,成卜乾.  中国电机工程学报. 1988(05)

博士论文
[1]基于非线性转子动力学的水轮发电机组振动机理研究[D]. 黄志伟.华中科技大学 2011

硕士论文
[1]水轮发电机多场耦合电磁振动分析研究[D]. 李如海.华中科技大学 2015



本文编号：3344445