汽轮发电机组轴系扭振模型模化及其简化
1000MW汽轮发电机组轴系扭振特性计算评估
Ｚ Ｏ ｉ ， Ｎ ｉｉ Ｃ Ｅ ｈｎ ，Ｈ Ｎ ａ Ｇ Ｎ ｎｊ ，ＩＮ ｕｂ ｏ Ｈ Ｕ Ｍｎ ＷＡ Ｇ Ｘ．ａ ，Ｈ Ｎ Ｃ ｅ Ｚ Ａ ＧＹ ｎ ， Ｅ Ｇ Ｗｅ－ ＬＡ ＧＸ ． ａ ｔｎ ｉ ｉ
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行 了 Ｗｉｄｗ 版本 的开发 ， ｎｏｓ 包括 图形用户 界面的创建及扭振特性分 析功能的增强 。Ｗｉｄｗ 版本的 ＭＡ ＤＳ ｎｏｓ Ｎ ＩＰ能对 汽轮发 电机组进行 轴系模态频率与振型计算 ， 电网中的各种故 障及操作进行时域仿 真并计算其 引起 的机 组轴系 对 疲劳寿命损耗 。最 后利 用程序对 国产首 台１ ０ ＭＷ 汽轮发 电机组进 行轴系扭振特性分析 、 ０ Ｏ 暂态扭 矩仿真及疲 劳寿 命损耗研究 。计算结果 表明 ， 机组轴 系 自然频率满足轴 系扭振 频率设 计要求 ， 劳损耗 也满足 目前通 常使用 的机 疲
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｕ ｅ ｔ ｅ ｍｉｅ ｓ ｒ ｃ ： ｓ ｈ ｘ ｄ—ｐ ｏ ａ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｄ ｖ ｌｐ ｔ ｅ Ｗ ｉ ｄ ｗ ｅ ｓｏ ｃ ｉ ｅａ ｄ Ｎｅｗ ｒ ｉ ｉ ｌ ｉ ｌｔ ｎ Ｐ ｏ ｒ ｇ ｍ ｈ ｏｏ ｙ ｔ ｅ ｅｏ ｈ ｎ ｏ ｓｖ ｒ ｉｎ Ｍａ ｈ ｎ ｎ ｔ ｏ ｋ Ｄ ｇｔ ｍｕ ａ ｉ ｒ — ｒ ｅ ａＳ ｏ
轴系的扭转振动
(1)两个质量都在进行简谐振动，它们的频率、初相位相同；
(2)
(3)自振圆频率只取决于系统中的转动惯量和轴的柔度，与 外力矩的大小无关。亦称固有圆频率。
节(结)点
，其扭振振幅始终为零的点
节点处的扭矩最大
两质量扭振只有一个节点，且节点靠近转动惯量较大处
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2 三质量系统的自由扭转振动特性
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双质量系统无阻尼自由振动的特点
双质量系统无阻尼自由振动有如下特点：
– 柴油机封缸运行时，拆除运动件对扭振的影响最严重。由于
柴油机运转不均匀性显著增加，使原处于次要地位的扭振明
显
加
强
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上Hale Waihona Puke 页下一页结束5.现代船用大型柴油机的扭振特点
? 现代船用大型柴油机发展的显著特点是： – 长行程或超长行程； – 单缸功率大、缸数少
? 现代船用大型柴油机的扭振特点 – 使得柴油机输出扭矩更加不均匀,使激振力矩增加; – 轴系的自振频率降低,易出现由低次简谐力矩激起的 扭振共振; – 柴油机回转不均匀引起螺旋桨推力不均匀 ,易激发轴
? (2) 强制振动φ １是由激振力矩Mt激起的，其圆频率与激振力矩圆 频率相同。
汽轮发电机组轴系扭转振动固有特性计算
Ｃａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｏ ｎｈ ｒ ｎｔＣｈ ｒ ｃ ｒｓｃ ｆＳ ｅ ｍ ｕ ｂ ｓ ｔＳ ｆ ｎ ｌｕ ａｉ ｆＩ ｅ ｅ ａ ａ ｅｉｉ８ｏ ｔａ ｔｒ ｏ ｅ ｈａｔ ｇ ｏ ｉ
【 ｓｒｃ］ｎｔｉ ｐｐ ｅ，ｎｒｄ ｃｎ ｅｂ ｓｄｏ ｉ ｒｔ ｍｅｈｄｏ ｄ ｉｏ ａ ｆｃｓｏ ｅｔ ｉ ｅｔ ｎｆｒ ｔｘｍａ ｏ ｏｔｅｉｈｒｎ Ａｂｔａ ｔＩ ｓ ａｐ ｒｉｔ ｕ ｉｇｔ ａｅ ｎｄｓ ｅｅ ｔｏ ｆ ｄｔ ｎｌｏｕ ｆｎ ｒａｗｔ ｔ ａ ｓ ｒ ｔ ｄ ｔ ｈ ｎ ｅｅ ｈ ｏ ｈ ｃ ａ ｉ ｉ ｉ ｈ ｈ ｒ ｅ ｍａ ｉ ｈ ｔ
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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。
汽轮发电机组轴系扭振及其抑制措施
汽轮发电机组轴系扭振及其抑制措施【摘要】随着超高压大电网和大功率机组的投产运行，汽轮机单机容量不断增大，功率密度相应增加，轴系长度相对加长，轴系截面积相对下降，导致在发生机电扰动时，汽轮机驱动转矩与发电机电磁制动转矩之间失去平衡，汽轮发电机组轴系扭振问题越来越严重。
本文在对汽轮发电机组轴系扭振的基本形式进行具体分析的基础上，剖析轴系扭振的危害性，探讨对汽轮发电机组轴系扭振的抑制措施。
【关键词】汽轮发电机组；轴系扭振；分析；抑制措施汽轮发电机组轴系扭振是指因发电机电磁力矩和机械力矩存在周期性差异产生的轴系扭转振动，这是大型汽轮发电机组运行中经常遇到的问题。
汽轮发电机组轴系扭振不仅会对大轴寿命产生影响，严重时还可能在轴系的某些截面或联轴节处引发过大的交变扭应力，造成轴系的疲劳累积性或冲击性损坏。
分析汽轮发电机组轴系扭振的基本形式及危害，探讨相应的抑制措施是保证机组安全运行的重要基础。
1 汽轮发电机组轴系扭振的基本形式引起汽轮发电机组轴系扭振的原因来自电气扰动与机械扰动两方面，不同类型的机电系统扰动对机组轴系扭振有着不同的影响，所形成的轴系扭振可以分为以下三种基本形式。
1.1 次同步机电共振次同步共振是电网在低于系统同步的一个或几个频率下与汽轮发电机进行能量交换时汽轮发电机机电系统的一种自激振荡状态。
如果以电网的电气振荡频率为f1，电网的同步频率为f2，轴系的某阶扭振固有频率为f3；当f3=f2-f1时，电气系统就会呈现负阻尼振荡状态，轴系频率f3所对应的主振型振幅将被逐渐放大，轻则损伤转子，重则造成毁机的恶性事故。
因这种负阻尼振荡频率低于系统的同步频率故称次同步共振。
1.2 超同步机电共振在某些状态下，电网三相负荷会出现各种不平衡或不对称短路等情况，导致发电机定子绕组中不仅存在正序电流，还出现负序电流。
而负序电流在发电机气隙中将产生频率为fm的负序旋转磁场。
由于这一负序旋转磁场与转子旋转的正序旋转磁场反相，两旋转磁场之间存在180°的相位差，且相对频率为fm-（fm）=2fm，结果就会有频率为2fm的交变扭矩作用到机组轴系上。
燃汽轮发电机组锥型转子扭转振动研究
式 中， 系数矩阵 ｑ 为二阶方 阵
ｃ ｓ垒 ０ Ｌ
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（． １ 哈尔滨电机厂有 限责任公 司 ， 黑龙江 哈尔滨 １０４ ；． ５ ０ ０ ２ 南开大学陈省身数学研究所 ， 天津 ３０ ７ ；． 阳黎明航 空 ０ ０ １ ３沈 发动机集团有限责任公 司 ， 辽宁 沈阳 １０ ４ ） ０ ３ １
摘要 ： 对燃 汽轮发 电机组锥形转子的扭转刚度进行等效计算 ， 立了用传递 矩阵法求解扭转振 动 固有频率的分析模 型 ， 建 并为其 它锥 形
ｏｔ ‘
们的定义可知， 比值孚实际上与段序无ｊ 无关， 它们的值为同
常数 ：
出 。假设轴 系 的阻尼为线性 阻尼 ， ｃ ） 示阻 用 （ 表
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维普资讯
《 装备制造技术）０ ８ ２ｏ 年第 ４期
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根据每段 的递推关系
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求锥壳 的等效扭转刚度
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从 这个方程 和关 系式 的形式可知 ， 自由扭振时的角位移
大型汽轮发电机组轴系扭振研究
大型汽轮发电机组轴系扭振研究在电力工业中，大型汽轮发电机组是核心设备之一，其运行稳定性直接关系到电力系统的安全与稳定。
然而，实际运行中，大型汽轮发电机组轴系常常会出现扭振现象，严重时甚至可能导致设备损坏和系统瘫痪。
本文将围绕大型汽轮发电机组轴系扭振展开研究，分析其产生原因、危害，并探讨解决方案。
某大型发电厂曾遭遇一次严重的轴系扭振事故。
当时，发电机组在正常运行过程中，突然出现剧烈振动，导致轴系部分部件严重受损。
幸运的是，操作人员及时采取措施，避免了事故扩大。
然而，这一事件引起了人们对大型汽轮发电机组轴系扭振的和深入研究。
大型汽轮发电机组轴系扭振是指运行过程中，轴系在扭矩作用下产生的周期性弯曲变形。
产生扭振的原因主要有两个方面：一是由于汽轮机侧和发电机侧转速不匹配，导致轴系承受扭矩；二是由于轴系不平衡，导致轴系在旋转过程中受到周期性变化的力矩作用。
扭振对设备危害极大，轻则导致轴系受损、机组振动加剧，重则引发重大事故，严重影响电力系统的稳定运行。
对于大型汽轮发电机组轴系扭振，其重要性不言而喻。
为解决这一问题，需要从以下几个方面展开研究：优化设计：在设计阶段，应充分考虑轴系扭振问题，优化机组结构，提高轴系稳定性。
例如，合理布置轴承座、采用高刚度材料等措施，以减小扭矩对轴系的影响。
运行监控：在机组运行过程中，加强对轴系振动等参数的实时监控，以及时发现扭振现象。
通过采集和分析数据，对机组运行状态进行全面评估，确保安全稳定运行。
故障诊断与处理：一旦发现大型汽轮发电机组出现扭振故障，需迅速采取措施进行诊断和处理。
根据采集的数据，运用相关算法对扭振原因进行分析，并采取针对性的处理措施，例如调整运行参数、修复损坏部件等。
预防措施：为预防大型汽轮发电机组轴系扭振的发生，需加强对机组的维护和保养。
例如，定期对轴承座进行检查，确保其紧固稳定；加强对齿轮箱等关键部位的润滑维护，以降低磨损和减小扭矩。
大型汽轮发电机组轴系扭振是电力工业中一个重要问题。
大型汽轮发电机组轴系扭振研究
大型汽轮发电机组轴系扭振研究一、本文概述随着能源需求的日益增长和电力工业的高速发展，大型汽轮发电机组在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
然而，随着机组容量的增大和转速的提高，轴系扭振问题日益凸显，成为影响机组安全稳定运行的关键因素。
因此，对大型汽轮发电机组轴系扭振进行深入研究，具有重要的理论价值和工程意义。
本文旨在全面分析和研究大型汽轮发电机组轴系扭振问题，包括轴系扭振的产生机理、影响因素、计算方法和控制措施等方面。
通过综述国内外相关文献，梳理轴系扭振研究的发展历程和现状，明确当前研究存在的不足和需要进一步探索的问题。
结合实际工程案例，对大型汽轮发电机组轴系扭振的产生机理进行深入分析，揭示其本质特征和演化规律。
接着，通过数值计算和仿真分析，研究轴系扭振的影响因素，包括机组结构、运行参数、外部激励等，为轴系扭振的预测和控制提供理论依据。
探讨轴系扭振的控制措施，包括优化设计、运行调整、故障诊断等，为提高大型汽轮发电机组的安全性和稳定性提供有效手段。
本文的研究内容和方法具有较强的创新性和实用性，不仅有助于深化对大型汽轮发电机组轴系扭振问题的认识，还为工程实践提供了有益的指导和参考。
二、轴系扭振基本理论轴系扭振是汽轮机发电机组运行中一种常见的振动形式，其产生的主要原因是由于机组在运行过程中，由于各种因素的影响，使得轴系中各转子之间产生的扭矩发生周期性变化，进而引起轴系的扭转振动。
轴系扭振不仅会对机组的稳定运行产生影响，严重时还可能导致机组损坏，因此对其进行深入的研究具有重要意义。
轴系扭振的基本理论主要包括轴系的扭转刚度、阻尼特性以及轴系扭振的固有频率和振型等。
轴系的扭转刚度是指轴系抵抗扭转变形的能力，它与轴系的材料、截面形状、尺寸以及轴系的布置方式等因素有关。
阻尼特性则反映了轴系在受到扭转振动时，能量的耗散能力，主要由轴系的材料内阻尼、结构阻尼以及轴承的油膜阻尼等构成。
轴系扭振的固有频率和振型是轴系扭振特性的重要参数。
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汽轮发电机组轴系扭振模型模化及其简化汽轮发电机组的轴系扭振是其主要的运行动力，为了正确地了解这种现象，有必要对其进行适当的模型模拟。
《汽轮发电机组轴系扭振模型模拟及其简化》一文对此进行了深入的探究，本文将全面分析这篇文章的内容，探讨模型模拟的基本原理，以及模型简化的方法。
The Modeling and Simplification of Turbine Generator Rotor Torsional Vibration
汽轮发电机组是用大量贮存的能源来转换成电能的重要设备，它由燃料在高温、高压下燃烧而产生推力，将推力传递给汽轮发电机组的转子，使之运动；该运动将产生发电机组扭振。
扭振是汽轮发电机组运行过程中产生的最重要的动力，如果不进行恰当的处理，可能会造成严重的影响，故此被称为机组的“关键点”。
《汽轮发电机组轴系扭振模型模拟及其简化》一文对这一关键点的研究加以探讨，全面地分析了发电机组轴系扭振模型的建模方法，总结出了以下两个模型：
1.混杂模型：该模型是基于轴系的结构特性，建立了系统建模和动态分析，并根据发电机组的运行状态和控制情况，完整地描述了汽轮发电机组轴系扭振模型。
2.简单模型：该模型基于混杂模型，考虑了汽轮发电机组轴系扭振中最重要的基本参数，进行了模型简化。
Analysis of the Modeling and Simplification
混杂模型的建模方法是建立汽轮发电机组轴系动态分析系统以
及相应的控制系统，并分析发电机组的运行状态。
对于汽轮发电机组轴系，发电机组轴系扭振模型中包含三个轴系：一是固定轴，它受加速度影响；二是叶轮轴，它受负荷影响；三是发动机轴，它受推力影响。
以上述轴系为基础，可以建立起相应的控制系统，用以检测和控制发电机组的运行状态。
同时，根据发电机组的各种运行状态，设计出相应的动态参数，以此完整地描述汽轮发电机组轴系扭振模型。
简化模型的建立基于混杂模型，考虑了汽轮发电机组轴系扭振中最重要的基本参数，如固定轴的质心角、叶轮轴质心角和发动机轴质心角。
对于这些参数，文中采用了拉格朗日参数法模拟简化模型。
Conclusion
汽轮发电机组轴系扭振模型模拟及其简化是研究和设计汽轮发电机组运行原理的重要方面。
《汽轮发电机组轴系扭振模型模拟及其简化》一文是对汽轮发电机组轴系扭振模型的全面分析，从建模到简化模型，为保证汽轮发电机组的可靠性提供了有效的研究方法。