轴系扭振
轴系扭振
汽轮发电机组的轴系扭振电力系统的某些故障和运行方式，往往导致大型汽轮发电机组的轴系扭转振动，以致造成轴系某些部件或联轴器的疲劳损坏。
轴系扭振是指组成轴系的多个转子，如汽轮机的高、中、低压转子，发电机、励磁机转子等之间产生的相对扭转振动。
随着汽轮发电机组单机容量增大，轴系的功率密度亦相对增大，以及轴系长度的加长和截面积相对下降，整个轴系成为一个两端自由的弹性系统，并存在着各种不同振型的固有的轴系扭转振动频率。
同时随着大电网远距离输电使系统结构和输电技术愈趋复杂。
由于这两方面的原因，电力系统因故障或运行方式的改变所引起的电气系统与轴系机械系统扭振频率的耦合作用，将会导致大型汽轮发电机组的轴系扭转振动，严重威胁机组的安全运行。
产生轴系扭振的原因，归纳起来为两个方面：一是电气或机械扰动使机组输入与输出功率（转矩）失去平衡，或者出现电气谐振与轴系机械固有扭振频率相互重合而导致机电共振；二是大机组轴系自身所具有的扭振系统的特性不能满足电网运行的要求。
因此，无论产生的原因如何，从性质上又可将轴系扭振分为：短时间冲击性扭振和长时间机电耦合共振性扭振等两种情况。
从原则上讲，电力系统出现的各种较严重的电气扰动和切合操作都会引起大型汽轮发电机组轴系扭振，从而产生交变应力并导致轴系疲劳或损坏，只是其影响程度随运行条件、电气扰动和切合操作方式、频率（次数）等不同而异。
其中影响较大的可归纳为以下四个方面：1．电力系统故障与切合操作对轴系扭振的影响：通常的线路开关切合操作，特别是功率的突变和频繁的变化；手动、自动和非同期并网；输出线路上各种类型的短路和重合闸等都会激发轴系的扭振并造成疲劳损伤。
2．发电厂近距离短路和切除对轴系扭振的影响：发电厂近距离（包括发电机端）二相或三相短路并切除以及不同相位的并网，都会导致很高的轴系扭转机械应力。
例如在发电机发生三相短路时，短路处电压下降接近于零，于是在短路持续时间内，一方面与短路前有功负荷对应的同步电磁转矩接近于零，同时发电机因短路并以振荡形式出现的暂态电磁转距将激发起整个轴系的扭转振动。
amesim轴系扭振计算基本原理
AMESim软件可以用于轴系扭振计算，其基本原理是基于一维仿真分析模型，分析传动系统主要部件转速波动、应用FFT变化、瀑布图分析、阶次分析和传动系统固有模态分析确定其扭振特性。
具体来说，AMESim软件通过建立一维仿真分析模型，可以模拟轴系在不同工况下的扭振情况，包括转速波动、负载变化等因素对轴系扭振的影响。
通过FFT变化分析，可以得到轴系扭振的频率特性；通过瀑布图分析，可以观察到轴系扭振在不同转速下的变化趋势；通过阶次分析，可以确定轴系扭振的主导频率；通过传动系统固有模态分析，可以了解轴系的固有振动特性。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或咨询专业人士以获得更准确的信息。
轴系扭振保护(tsr)的原理,功能与定值原则
轴系扭振保护(tsr)的原理,功能与定值原则轴系扭振保护（Torsional Shaft Oscillation Protection, TSR）是一种用于保护旋转轴系免受扭振损坏的控制技术。
在大型机械设备和发动机中使用轴系扭振保护可以防止扭振引起的破坏性振动和损坏，提高设备的可靠性和寿命。
轴系扭振保护的原理是通过检测旋转轴系的扭振状态，当扭振振幅超过预设值时，通过控制系统采取相应的措施，如减小负载、改变转速或调整阻尼，以降低扭振的振幅和危害。
轴系扭振保护的主要功能是保护旋转轴系免受扭振损坏。
扭振会引起轴系的振动增大，导致轴系元件受到过大的应力，甚至造成脱位或断裂，严重损坏设备。
通过实时监测和控制扭振振幅，轴系扭振保护可以阻止扭振振幅继续增大，从而保护设备免受损坏。
轴系扭振保护的定值原则是根据设备的特性和预期工作条件，设定适当的扭振振幅上限。
通常，扭振振幅上限会根据实际情况进行工程计算或试验确定。
定值原则的目的是使系统在正常工作状态下不受扭振干扰，同时在扭振超过上限时能够及时启动保护措施，保护设备。
从技术上讲，轴系扭振保护需要实时监测旋转轴系的扭振状况。
常见的监测方法包括测量旋转轴系的扭振振幅、相位、频率等参数。
这些监测数据可以通过各种传感器和信号处理技术获取，并送到控制系统进行处理。
控制系统会根据扭振监测数据进行实时计算和判断，判断扭振是否超过设定的上限。
当扭振超过上限时，控制系统会触发相应的保护措施。
常见的保护措施包括调整负载、改变转速、调整阻尼等。
例如，如果扭振振幅超过预设值，控制系统可以通过改变负载来降低扭振振幅。
这可以通过调整机械传动装置或控制电机的负载来实现。
如果调整负载无法降低扭振振幅，控制系统还可以考虑改变转速或调整阻尼等其他措施。
此外，轴系扭振保护还可以与其他保护系统和监测系统相结合，形成完整的设备保护系统。
例如，可以与温度监测系统结合，根据扭振和温度数据判断设备的工作状态，并采取相应的保护措施。
汽轮发电机组轴系扭振保护方法及保护装置
汽轮发电机组轴系扭振保护方法及保护装置在现代电力生产中，汽轮发电机组扮演着至关重要的角色。
然而，轴系扭振这一问题却可能对其安全稳定运行构成严重威胁。
轴系扭振是一种复杂的动力学现象，如果不能得到有效的保护和控制，可能会导致轴系部件的疲劳损坏，甚至引发重大事故，给电力系统带来巨大的损失。
因此，深入研究汽轮发电机组轴系扭振的保护方法及保护装置具有极其重要的意义。
要理解轴系扭振的保护，首先需要明白轴系扭振产生的原因。
汽轮发电机组在运行过程中，可能会受到各种突然的扰动，例如电网故障、短路、甩负荷等。
这些扰动会导致扭矩在轴系中传递的不平衡，从而引发轴系的扭转振动。
此外，机组的设计不合理、制造安装误差、运行参数异常等也可能成为轴系扭振的诱因。
针对轴系扭振的保护方法，主要可以分为主动保护和被动保护两大类。
主动保护方法旨在通过对机组的运行控制来预防或减轻轴系扭振。
一种常见的主动保护策略是优化机组的运行方式。
例如，在电网出现故障或异常情况时，及时调整机组的出力、转速等运行参数，以减少扭矩的冲击和不平衡。
另外，采用先进的控制算法，如自适应控制、预测控制等，对机组进行精确的控制，也能够有效地抑制轴系扭振的发生和发展。
被动保护方法则主要是在轴系扭振已经发生的情况下，通过一些装置和措施来限制扭振的幅值和持续时间，从而保护轴系部件免受损坏。
常见的被动保护装置包括扭振阻尼器和扭矩限制器等。
扭振阻尼器是一种能够增加轴系扭振阻尼的装置。
它通过消耗轴系扭振的能量，来快速衰减扭振的幅值。
常见的扭振阻尼器有液压阻尼器、电磁阻尼器等。
液压阻尼器通常利用液压油在特定结构中的流动来产生阻尼力，而电磁阻尼器则是通过电磁感应原理产生阻尼效果。
扭矩限制器则是在扭矩超过设定值时，通过机械或电气方式切断扭矩的传递，从而保护轴系不受过大扭矩的作用。
例如，机械扭矩限制器可以通过摩擦片的打滑或者剪切销的剪断来实现扭矩的限制，而电气扭矩限制器则可以通过监测扭矩信号并控制相关电路来实现保护功能。
轴系扭振
电信号扰动下的轴系扭振摘要本文用一种改进的Riccati扭转传递矩阵结合Newmark-β方法研究非线性轴系的扭转振动响应。
首先，该系统被模化成一系列由弹簧和集中质量点组成的系统，从而建立一个由多段集中质量组成的模型。
第二，通过这种新发展起来的程序可以从系统的固有频率和扭振响应中消除累计误差。
这种增量矩阵法，联合结合了Newmark-β法改进的Riccati扭转传递矩阵法，进一步应用于解决非线性轴系扭转振动的动力学方程。
最后，将一种汽轮发电机组作为一个阐述的例子，另外仿真分析已被应用于分析典型电网扰动下的轴系扭振瞬时响应，比如三相短路，两相短路和异步并置。
实验结果验证了本方法的正确性并用于指导涡轮发电机轴的设计。
关键词：传递矩阵法；Newmark-β法；汽轮发电机轴；电学干扰；扭转振动1.引言转子动力学在很多工程领域起着很重要的作用，例如燃气轮机，蒸汽轮机，往复离心式压气机，机床主轴等。
由于对高功率转子系统需求的持续增长，计算临界转速和动态响应对于系统设计，识别，诊断和控制变得必不可少。
由于1970年和1971年发生于南加州Edison’sMohave电站的透平转子事故，业界的注意力集中在由传动行为导致的透平发电机组内的轴的扭转振动。
当代的大型透平发电机组单元轴系系统是一种高速共轴回转体。
它是由弹性联轴器连接，由透平转子，发电机和励磁机组成。
电力系统故障或操作条件的变化引起的机电暂态过程可能导致轴的扭转振动，而轴的扭转振动对于设计来说是非常重要的。
对于透平发电机轴系扭振的研究，如发生次同步谐振和高速重合，基本的是对固有频率和振动响应的计算的研究。
当前，有限元法和传递矩阵法是最流行的两种分析轴系扭振的方法。
有限元法（FEM）通过二阶微分方程构造出转子系统直接用于控制设计和评估，而传递矩阵法（TMM）解决频域内的动态问题。
TMM使用了一种匹配过程，即从系统一侧的边界条件开始沿着结构体连续的匹配到系统的另一端。
发动机轴系扭振ppt课件
I1 C12 I2 C23 I3 C34 I4 C45 I5 C56 I6 C67 I7
Internally:
19
IRing IHub
Iweb+CW IMJ
ICP,Rot, Recip IMJ
ICP,Rot, Recip IMJ
ICP,Rot, Recip IMJ
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c1,2 (I1 I1I 2
I2)
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11
三自由度扭摆系统
第一主振型 单结振动主振型有一个结点。
第二主振型 双结振动主振型有两个结点。 三质量扭振系统的运动是由以 上两种振型合成的结果。
1 1 sin(et 1) 1 sin(et 2 )
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I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12
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汽 车发动机 设 计
1
第三章发动机轴系扭振
3.1 基本概念 3.2 发动机轴系扭振分析 3.3 减振措施
2
2.1 基本概念
共振现象 定义：内燃机轴系由钢材或球墨铸铁制成﹐既有弹性﹐又有
惯性﹐并有自身的固有频率。在简谐性扭矩的激励下﹐它会产 生强迫扭转振动﹐当激励扭矩的频率趋近于轴系的固有频率时
﹐扭振振幅急剧增大。缸数越多，曲轴越长这种现象越明显。
第七章船舶推进轴系的扭转振动与控制
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此时阻尼对放大系数的影响最大
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小结： 1）系统自振频率仅与结构有关 n 1/(I e)
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高速机一般只考虑
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船舶轴系扭振计算
船舶轴系扭振计算船舶轴系扭振计算是为了研究船舶传动系统中可能产生的扭振问题而进行的计算工作。
船舶轴系扭振是指船舶传动系统中由两个或多个旋转部件之间的扭转刚度不匹配引起的系统震动问题。
这种扭振问题可能对船舶的可靠性、安全性和性能产生不利影响，因此需要进行相应的计算分析。
第一步是建立船舶轴系模型，包括各个旋转部件的几何特性、质量参数和刚度参数等。
这是进行船舶轴系扭振计算的基础，需要准确地描述船舶传动系统的结构和特性。
第二步是进行船舶轴系的动力学分析，包括计算各个旋转部件的惯性力、惯性力矩和旋转角速度等动力学参数。
这些参数将作为扭振计算的输入数据，用于分析船舶轴系的动力响应。
第三步是确定船舶轴系的扭振频率和振动模态。
扭振频率是指船舶轴系中可能产生扭振的固有频率，而振动模态则描述了船舶轴系中不同部件之间的相对振动形式。
这些信息对于评估扭振问题的严重程度和确定相应的抑制措施非常重要。
第四步是评估船舶轴系扭振对系统性能的影响。
通过对船舶轴系的动力响应进行分析，可以评估扭振对船舶传动系统中各个旋转部件的疲劳寿命、工作性能和振动舒适性等方面的影响。
这将有助于确定是否需要采取相应的抑制措施，以避免扭振问题的发生或减小其不良影响。
最后，根据船舶轴系扭振计算的结果，可以针对具体的扭振问题确定相应的技术措施。
这可能包括增加扭振阻尼器的刚度、调整旋转部件的设计参数或改进轴系的结构等。
这些措施旨在提高船舶轴系的扭振稳定性和工作性能，从而保证船舶的可靠性和安全性。
总之，船舶轴系扭振计算是一个综合的工作，需要对船舶传动系统进行动力学分析和评估，以确定扭振问题的影响和解决方案。
通过合理的计算分析，可以提高船舶轴系的可靠性和工作性能，为船舶运行提供更好的保障。
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电信号扰动下的轴系扭振
摘要
本文用一种改进的Riccati扭转传递矩阵结合Newmark-β方法研究非线性轴系的扭转振动响应。
首先，该系统被模化成一系列由弹簧和集中质量点组成的系统，从而建立一个由多段集中质量组成的模型。
第二，通过这种新发展起来的程序可以从系统的固有频率和扭振响应中消除累计误差。
这种增量矩阵法，联合结合了Newmark-β法改进的Riccati扭转传递矩阵法，进一步应用于解决非线性轴系扭转振动的动力学方程。
最后，将一种汽轮发电机组作为一个阐述的例子，另外仿真分析已被应用于分析典型电网扰动下的轴系扭振瞬时响应，比如三相短路，两相短路和异步并置。
实验结果验证了本方法的正确性并用于指导涡轮发电机轴的设计。
关键词：传递矩阵法；Newmark-β法；汽轮发电机轴；电学干扰；扭转振动
1.引言
转子动力学在很多工程领域起着很重要的作用，例如燃气轮机，蒸汽轮机，往复离心式压气机，机床主轴等。
由于对高功率转子系统需求的持续增长，计算临界转速和动态响应对于系统设计，识别，诊断和控制变得必不可少。
由于1970年和1971年发生于南加州Edison’sMohave电站的透平转子事故，业界的注意力集中在由传动行为导致的透平发电机组内的轴的扭转振动。
当代的大型透平发电机组单元轴系系统是一种高速共轴回转体。
它是由弹性联轴器连接，由透平转子，发电机和励磁机组成。
电力系统故障或操作条件的变化引起的机电暂态过程可能导致轴的扭转振动，而轴的扭转振动对于设计来说是非常重要的。
对于透平发电机轴系扭振的研究，如发生次同步谐振和高速重合，基本的是对固有频率和振动响应的计算的研究。
当前，有限元法和传递矩阵法是最流行的两种分析轴系扭振的方法。
有限元法（FEM）通过二阶微分方程构造出转子系统直接用于控制设计和评估，而传递矩阵法
（TMM）解决频域内的动态问题。
TMM使用了一种匹配过程，即从系统一侧的边界条
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