电力系统稳定器对轴系扭振影响的研究

提出了一种新的分析电力系统稳定器(PSS)对汽轮发电机组轴系扭振影响的解析分析方法,并将这种方法应用于三种典型PSS,分析和比较了它们对轴系扭振的影响.     

轴系扭振试验台的研制

研制了模拟汽轮发电机组机电动态过程的扭振试验台；介绍了模拟引进型300MW汽轮机组轴系试验台的模拟方法和设计原则；利用试验台进行了机电动态试验；对轴系扭振进行了测试．试验表明，该试验台可用于验证机电动态仿真程序及研究扭振机理．     

机电耦合轴系扭振动态仿真计算的一种新方法

提出了一种新的轴系扭振响应计算方法，根据补偿原理导出了一种快速求解电网络方程的方法，利用四阶Ｒｕｎｇ－Ｋｕｔｔａ方法，实现了多机电力系统机电联合振荡的同步仿真计算，基于上述方法，开发了相应的机电耦合轴系扭振动态仿真程序ＭＥＤＰ。     

用描述函数法分析电力系统低频振荡

本文提出用描述函数法来分析电力系统低频振荡和电力系统稳定器（ＰＳＳ）对低频振荡的抑制作用。运行结果表明，此法比经典法有更多的优越性。     

轴系扭振试验台的研制

研制了模拟汽轮发电机组机电动态过程的扭振试验台，介绍了模拟引进型３００ＭＷ汽轮机组轴系试验台的模拟方法和设计原则；利用试验台进行了机电动态试验；对轴系扭振进行了测试，试验表明，该试验台可用于验证机电动态仿真程序及研究扭振机理。     

用微计算机按传递矩阵法计算封闭轴系受迫扭振特性

本文改进并发展了仅能分析分支轴系强迫扭振特性的常规传递矩阵法,提出了能计算带有多个封闭环的复杂轴系之谐受迫扭振特性的新的传递矩阵法,并考虑了轴系的阻尼。本文还设计了用于AppleⅡ型微计算机的BASIC程序,用算例验证了本方法。     

最大功率跟踪控制下大型风电机组的轴系扭振分析及抑制

随着风电机组向大型化和轻量化发展,机组传动轴扭振现象加剧,风机轴系扭振的研究变得越来越重要。该文分析了3种常用的风机最大功率跟踪控制方法下系统轴系扭振模态,发现利用发电机转速反馈的不同控制方法,都能够提升传动轴阻尼。据此提出了一种最大功率跟踪控制的改进方法,该方法在原有转矩指令的基础上叠加了传动轴扭振抑制指令,在保证最大功率跟踪的同时抑制了风机传动轴扭振。通过软件仿真,验证了上述理论分析以及改进方法的有效性。     

发动机变阻尼扭振减振器的轴系扭振抑制分析

以发动机曲轴系扭转振动为研究对象,分析了扭振减振器阻尼比参数的变化对轴系扭转振幅放大系数的影响,并开展了轴系变阻尼扭振减振器的设计工作.计算结果表明:装配变阻尼扭振减振器后,系统的自振频率和临界转速都相应有所升高;当变阻尼扭振减振器在各临界转速下选取最佳阻尼值时,轴系自由端各阶扭转振幅均有明显降低,显著改善了发动机的扭转振动特性,验证了变阻尼扭振减振器对轴系扭转振动抑制的有效性.     

用微计算机按传递矩阵法计算封闭轴系自由扭振特性

本文改进并发展了仅能分析分支轴系扭振特性的常规传递矩阵法,提出了“分叉惯性元件”概念,建立了能计算带有多个封闭环的复杂轴系之自由扭振特性的新的传递矩阵法,设计了用于AppleⅡ型微型计算机的BASIC程序,并用若干算例验证了本法。     

汽轮发电机轴系扭振的机理研究

导出了多质块轴系的扭振模式解耦等效二阶模型，用复数力矩系数法分析了串补电容引起的轴系扭振机理和直流输电系统引起的轴系扭振机理，揭示了上述两种情况下轴系发生扭振的条件，为复杂系统的轴系扭振问题的计算机分析研究奠定了基础。     

测速齿盘偏心对扭振测试误差影响的研究

通过分析齿盘偏心引起的伪扭振信号特征，提出用测速齿盘静态偏心计算伪扭振信号的方法，根据计算结果对相应的谐次分量进行修正，从而给出了消除误差的信号合成处理方法．利用提出的计算方法对某型履带车辆扭振测试结果进行了计算和分析，并利用提出的信号合成处理方法对实测的结果进行了修正，提高了扭振的测试准确度．     

一种简单可靠的轴系扭振监测方法的研究

提出了根据发电机端电压和端电流的测量值再现电网扰动过程中发电机电磁转矩的新方法，比现有的方法在精度上有较大提高．以再现的电磁转矩作为激励，采用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法求解轴系扭振暂态响应，求解快速，数值稳定，计算结果与电磁暂态程序ＥＭＴＰ的仿真结果吻合较好．在此基础上提出了一种简单可靠的汽轮发电机组轴系扭振监测方法．     

水流激励对水轮机主轴系统扭振固有频率的影响

以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,针对主轴系统存在扭振的情形,应用有限元法建立主轴系统动力学方程,利用理论力学和流体力学知识推导转轮内的水流对主轴系统所产生的作用力矩,得到水轮机转轮内水流激励向量,应用振动知识建立主轴系统的扭振频率方程,并根据扭振频率方程研究转轮内水流激励对主轴系统扭振固有频率的影响.研究表明:水轮机转轮内的水流激励不仅与水力参数有关,而且还和主轴系统的扭振有关,在水流激励的作用下,主轴系统扭振固有频率将比其未受到水流激励作用时的扭振固有频率有所降低,其中第一阶扭振固有频率降低幅度最大.最后通过实例对理论分析结果进行验证.     

旋转轴系弯曲振动与扭转振动耦合的分析

为进一步提高旋转轴系的安全性 ,研究了旋转轴系弯曲振动与扭转振动耦合问题。通过对推导出的轴系振动微分方程进行分析 ,得到以下结论 :当轴系存在不平衡时 ,弯曲振动与扭转振动之间存在耦合关系 ,而且随着不平衡量的增加 ,耦合作用加强。当转动频率接近于扭转振动固有频率与弯曲振动固有频率之和或之差时 ,可能会发生弯扭耦合共振。弯曲振动引起的扭转振动及扭转振动引起的弯曲振动一般都比较弱 ,对旋转轴系的安全性构成威胁的可能性很小     

车用柴油机台架轴系扭转振动及其减震器效应

本文在对车用柴油机硅油减震器轴系的扭转振动分析的基础上,给出了该柴油机危险谐次转速下的扭转振动特性图谱,根据这些图谱可以预测轴系有关参量改变时的扭转振动状况和曲轴自由端的最大振幅变化。文中分析了车用柴油机台架试验时扭转振动的自由端振幅超过允许限的原因。提出了轴系的最佳匹配方案。     

带有裂纹轴的齿轮耦合系统的扭转振动特性

建立了从动齿轮轴带有开裂纹的啮合型齿轮耦合系统动力学模型·对齿轮系统的啮合刚度、传动误差和节线冲击等主要参数进行了讨论·研究了齿轮耦合条件下裂纹轴(从动齿轮轴)和无裂纹轴(主动齿轮轴)的扭转振动特性·基于齿轮系统参数众多的特点,以传动比为主线,研究了两齿轮轴扭转振动特性与裂纹深度、转速和传动比之间的关系·分析结果表明,频率为旋转频率2倍和4倍的谐波成分是带裂纹齿轮轴扭转振动的主要特性,传动比和转速是影响裂纹引发振动的能量及其在两齿轮轴上分布情况的主要参数·     

考虑电磁激励的车用永磁同步电机转子扭振特性

研究了车用永磁同步电机转子系统在电磁激励与机械激励作用下的非线性扭振特性.建立了电磁激励作用下的转子系统机电耦合扭振振动模型,利用多尺度法求解了振动方程,确定了电机-转子系统扭振的稳态解及其稳定性.分别研究了永磁同步电机内功率因数角、极对数、电机运行的磁饱和系数以及转子系统的扭转刚度等对转子系统扭转振动特性的影响.研究结果表明:合理地控制和设计永磁同步电机的电磁与机械参数,可以避开车用永磁同步电机转子系统的扭转振动系统可能出现的跳跃及分岔等不稳定现象.     

轴系弯扭耦合振动的数学模型

从弯扭耦合的角度来研究旋转轴系的振动,将能更准确地把握轴系的动力学特性,从而为轴系的安全运行提供更有效的保障。本文建立了一个基于分段连续质量模型的轴系弯扭耦合振动数学模型,该模型考虑了不平衡、陀螺力矩、转动惯量、剪切变形及阻尼的影响,因而是一个比较精确的模型。从所得到的微分方程可以得出：当轴系存在不平衡时,扭转振动与弯曲振动之间存在着很明显的相互耦合关系,而且是高度非线性的。而当轴系没有不平衡时,扭转振动会对弯曲振动产生微弱的影响,而弯曲振动对扭转振动没有影响。