汽轮发电机组转子-轴承系统动力稳定性分析

本文采用固定界面模态综合法及解实一般阵广义特征值问题的组合 QZ方法,对国产200MW 汽轮发电机组的转子-轴承系统进行了动力稳定性计算.结合理论计算与现场实验结果,对系统的振动特性也进行了分析.     

转子-轴承-密封系统的非线性振动特性

将非线性油膜力和密封力模型相结合,建立了具有非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型.利用数值积分方法,对系统由于密封力引起的非线性动力学行为进行了研究,给出了系统响应随转子转速、偏心量和密封间隙变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图,以及一些典型的Poincaré截面图、轴心轨迹图和频谱图.通过比较转子系统是否考虑密封力时的响应,发现非线性密封力提高了转子系统的稳定性区域,抑制了系统出现倍周期分叉,并且综合考虑非线性油膜力和密封力的耦合系统具有周期、拟周期和混沌等复杂的动力学行为.     

20万千瓦汽轮发电机组转子轴承系统稳定性研究

在已知滑动轴承动力特性的8个系数的基础上,通过计算来预报转子轴承系统失稳转速及稳定裕度.从理论上比较了用不同沟槽结构参数的椭圆轴承支承的转子轴承系统的阻尼变化趋势,定量地判断了系统的失稳转速,并研制了计算程序,对20万千瓦汽轮发电机组转子轴承系统稳定性进行了理论分析和计算.     

脉动流诱发振动转子密封系统特性分析

脉动流对转子密封系统有着重要的影响。该文从脉动流诱发振动的角度,研究了转子密封系统的动态特性。首先分别建立了零平均脉动流和非零平均脉动流流体诱发振动的转子密封系统的振动模型;然后,采用数值分析的方法,对建立的模型进行定量仿真分析;再次,讨论了系统参数对流体激振的影响;最后讨论了模型稳定性问题。研究表明:流速频率接近系统固有频率时,发生流体激振;流体激振幅值与系统阻尼比成反比关系,与流体密度成正比关系。     

应县释迦塔扭转振动特性和地面周期性强迫振动试验与分析

对释迦塔实体结构进行现场环境振动测试试验,经分析得到了木塔各层不同自振频率下的扭转振型,指出木塔各层扭转与平动耦合振动导致现在其扭转和平动残损变形显著;通过周期性地面振动加载,实测得到各层相应频率下的的位移、速度和加速度时程曲线;考虑木塔木材和连接的非线性,选择了试验得到的双线型骨架曲线来描述木塔的层间恢复力计算模型,采用能量转换,求出相应点的非线性地震位移反应。     

裂纹转子动力特性的有限元分析

针对现有的裂纹转子模型的一些缺陷,提出了较为合理的新的有限元模型。然后提出了采用谐波平衡法求解裂纹转子动力学的新方法,从而使裂纹转子动力特性的精确的定量分析成为可能。     

防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封转子动力特性研究

为提高迷宫密封转子动力特性,开展进口和腔室防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封结构转子动力特性研究。基于进口防旋板结构的迷宫密封(结构1),设计了进口和腔室防旋板结构的迷宫密封(结构2),以及基于结构2的带有腔室防旋板与转子面凹槽和凸台结构一体化设计的密封结构3和4。采用转子多频椭圆轨迹涡动模型和动网格技术的非定常Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS)数值求解方法,对比分析了变进口预旋条件下4种迷宫密封的泄漏特性和转子动力特性。研究表明：相比于进口防旋板密封,腔室防旋板和转子面一体化设计的凹槽和凸台转子面密封,特别是凸台转子面密封能明显降低迷宫密封的泄漏量和交叉刚度;进口预旋比为0.84时,相比于进口防旋板密封,凹槽转子面密封和凸台转子面密封的正有效阻尼分别提高了48.7%～144.1%和59.8%～254.0%;进口预旋比增加为1.32时,凹槽转子面密封和凸台转子面密封在整个频率范围内仍保持最大有效阻尼。腔室防旋板和转子面一体化设计的迷宫密封能显著提高转子稳定性,论文工作为进一步提高迷宫密封的转子动力特性提供了设计方案。     

裂纹转子振动的非线性特性分析

在裂纹转子的非线性特性分析中考虑了裂纹产生对转子两个方向刚度的影响,此为基础在旋转坐标下建立了裂纹转子的非线性动力学模型,裂纹的“开闭”取决于转子振动,不平衡与重力的综合作用,利用数值方法对裂纹转子的拓动响响进行了计算,并根据数值计算的结果分析转子系统振动随不平衡,转速等参数变化的分叉混沌特性,同时,对系统响应描率谱进行计算得出,亚谐波与高次谐波分量可作为识别裂纹的重要特征。     

多支承转子-轴承系统试验台动力学设计

为实现多支承轴承-转子系统振动监测和机械设备故障诊断,设计研制了一台模拟大型旋转机械动力特性的多支承轴承-转子试验台。采用有限元算法,经过系统动力学设计计算和理论分析,表明本试验台具有良好的动力学特性和足够的稳定性裕度,能够进行多种转子动力学实验研究,具备机组机械振动监测、故障模拟、轴承负荷在线监测等多项功能。     

1.2 MW风电机叶轮气动性能分析与仿真

风力发电机叶轮设计通常分为设计计算与性能验证两部分.对大功率风电机,在得到叶片的几何数据后,必须进行叶轮的气动性能验证计算.建立理论计算模型,以具体1.2 MW风电机叶轮为对象,进行了理论计算和实际数据测试,并建立了仿真验证模型.结果显示,依据理论模型进行设计计算和验证计算时,要适当增大修正系数,保证理论设计与实际运行结果更加接近.在建立大功率叶轮仿真模型时要综合轮毂和叶尖损失,重视摩擦等因素的影响,使模型的仿真验证功能更强.大功率叶轮设计时必须将理论计算与仿真和试验验证相结合,保证设计结果更加符合运行实际.     

一类转子-轴承-密封系统在静态偏置下的动力学方程建模和仿真

在Muszynska密封流体激振力模型中,考虑了密封腔中轴颈静态偏置的影响,建立了非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型.其中,数值仿真了转速等因素对系统动态响应所造成的影响,给出了系统响应随转子偏心量、转速变化的分岔图、Poincare截面图、轴心轨迹图、时间响应图和最大Lyapunov指数图等.     

车用发电机转子动平衡机的研制

车用发电机是汽车运行时的主要供电设备。发电机转子的不平衡严重影响发电机的性能和使用寿命。本文介绍了转子动平衡的力学原理，采用非电量电测技术和单片机技术进行了发电机转子动平衡机的研制。介绍了平衡机的工作原理和工作过程，给出了平衡机的硬件测试电路和软件流程。     

汽轮发电机转子中心测量中的误差分析

对汽轮发电机转子中心测量中的误差变化规律进行了分析。对于传统的百分表四点测量的方法,测量数据的主要误差是测量位置停位不准产生的误差和测量表架变形产生的误差。而测量表架变形产生的误差具有数值大,不能用有效性进行检验的特点,对测量精度影响较大,在汽轮发电机转子找中心时应特别注意。     

Study on seal improvement and rotor thrust control of centrifugal compressor

Fluid pressure variations due to process fluctuations or balance drum seal degradation can result in rotor thrust increasing that may jeopardize thrust bearing and compressor’s reliability. Also, the leakage flow through balance drum seal can seriously affect the efficiency of compressor. A method that can improve both the efficiency and reliability of centrifugal compressor is presented. The method focused on rotor thrust control and balance drum seal upgrading. The low leakage feature of Dry-Gas-Seal（DGS）, high reliability of labyrinth, and the feasibility of upgrading existing structure are taken into account at the same time to design a combined labyrinth-dry gas seal system on the balancing drum. Based on the combined seal system, a Fault Self-Recovering（FSR） system for the fault of rotor shaft displacement is introduced to assure the safety and reliability of centrifugal compressor. The modern Computational Fluid Dynamics（CFD） is used to validate this envision. The numerical result and relevant information indicate that the combined sealing system could improve the efficiency of the centrifugal compressor by about 4%.     

推力轴承油膜刚度对发电机转子轴系固有频率的影响

针对某大型水轮发电机组,计算了推力轴承的油膜刚度,并且分析了它对发电机转子轴系固有频率的影响,在计算时考虑了推力头作平动和摆动的两种情况,得到了额定运行情况下影响的具体数值。     

裂纹轴转子系统故障特征分析

通过大量的仿真计算,对裂纹轴转子运动的基本特征进行了较为全面的论证,在以偏心距和转速作为控制参数时,裂纹可以处在闭合、张开及呼吸等状态;研讨了裂纹轴转子系统的基本动力学性能,其基本故障特征反映在转速－振幅特性、瀑布图及振幅对偏转角β的依赖性等诸多方面,仿真结果可以作为早期诊断裂纹轴转子及识别裂纹方位的理论依据。     

磁流变液阻尼器-转子系统的振动特性实验研究

在小型转子实验台上研究了磁流变液阻尼器 -转子系统的振动特性。实验发现 ,当机座支承刚度明显不同时 ,用相对位移测量得到的转子系统的振动幅频曲线也具有明显差异。磁流变液阻尼器的刚度和转子系统的临界转速都随施加磁场强度的增加而明显增大。     

电机动平衡过程中转子转速测试系统

根据动平衡过程中对转子转速测量的要求,介绍了一种采用PC机和霍尔元件对转速进行实时检测的计算机辅助测试方法。讨论了该系统的硬件组成结构和软件实现方法,并对系统的性能进行评估和分析。最后,在摩托车1 000~12 000 r/m in的常用转速范围内,对系统的误差和稳定性进行了测试验证,结果表明:该测试系统完全能满足设计要求。     

重复脉冲法检测发电机转子绕组匝间短路故障的研究

该文介绍了发电机转子绕组匝间短路的危害,着重分析了重复脉冲法检测转子匝间短路故障的原理,并进行了故障模拟试验,验证了重复脉冲法的原理。