大型水轮发电机组振动稳定性分析与设计准则
水轮发电机振摆偏大原因分析及防范措施研究
水轮发电机振摆偏大原因分析及防范措施研究水轮发电机振摆偏大是指水轮发电机在运行过程中，转子或外部部件出现较大的振动幅度，可能引发设备故障或损坏。
本文将对水轮发电机振摆偏大的原因进行分析，并提出相关的防范措施。
水轮发电机振摆偏大的原因主要包括以下几个方面：1. 设备安装不合理：水轮发电机的安装位置不稳固，基础不牢固或者安装不平整都会导致设备振摆偏大。
轴线的垂直度和同轴度也是造成振摆的重要因素。
2. 设备失衡：水轮发电机的转子质量分布不均匀或转子动平衡不好会导致转子的振动增加，从而引起整个设备的振摆偏大。
3. 水轮发电机受力不均匀：水轮发电机在运行时，由于叶片与水流的相互作用，水轮发电机受到的水力力矩分布不均匀，导致设备振摆偏大。
4. 模拟计算分析不准确：在设计和施工过程中，模拟计算的准确性对水轮发电机的振动控制至关重要。
若模拟计算与实际情况存在较大偏差，可能导致设备振摆偏大。
针对上述问题，可以采取以下防范措施：1. 合理安装设备：在水轮发电机的安装过程中，必须确保设备安装位置稳固，并采用合适的机械基础，并确保水平和垂直度的准确控制，以减少设备振摆。
2. 动平衡技术：在制造和安装过程中，采用动平衡技术对水轮发电机进行动平衡处理，确保转子质量分布均匀，减少设备振动。
3. 提高设备刚度：通过增加设备的刚度，能够减小叶片与水流的相互作用对设备的影响，降低设备的振动。
5. 加强质量控制：在设备制造和安装过程中，加强质量控制，确保设备在制造和安装过程中的准确性和一致性，降低设备振动。
水轮发电机振摆偏大是一个复杂的问题，需要综合考虑多个因素，并采取有效的防范措施来控制振动。
通过合理安装设备、动平衡处理、提高设备刚度、优化叶片设计和加强质量控制等措施，可以降低水轮发电机的振摆偏大风险，提高设备的安全稳定运行能力。
对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究
对于水轮发电机组振动的原因及处理方法的研究水轮发电机组振动是指水轮机在运行时产生的振动现象。
水轮发电机组振动的原因主要包括以下几个方面：水力因素、结构因素以及操作因素。
首先，水力因素是水轮发电机组振动的主要原因之一、由于水轮机是通过自然水流将水流动能转化为机械能的装置，因此水流的流动状况直接影响水轮机的运行情况。
当水流入口流速过快或者过慢时，会导致水流输运不平稳，产生激烈的水力冲击，从而引起水轮机的振动。
此外，当水轮机在运行中遇到水涡、水柱等突状流场时，也容易引起振动。
其次，结构因素也是水轮发电机组振动的一个重要原因。
水轮机的结构决定了其在运行时的刚度和稳定性。
若水轮机的结构强度不足，或者存在设计缺陷、制造缺陷等问题，都会引起水轮机的振动。
此外，水轮机的附件、导流罩、导叶等也会对水轮机振动产生直接或间接的影响。
最后，操作因素也会对水轮发电机组振动产生影响。
例如，水轮机的启停过程中，由于操作不当或者控制系统故障等原因导致的运行不稳定性，都会引起水轮机振动。
此外，水轮机的维护保养不到位，如轴承磨损、机械连接松动等问题也会导致水轮机振动的发生。
针对水轮发电机组振动问题，可以采取以下处理方法来解决：首先，优化设计和制造工艺。
在水轮机的设计和制造过程中，应充分考虑各种因素对振动的影响，采用合理的结构设计和制造工艺，提高水轮机的刚度和稳定性。
其次，加强水力调节。
通过合理调节水流的流速和流量，减少水轮机在工作过程中的水力冲击和流场扰动，从而降低水轮机的振动。
再次，完善控制系统。
加强水轮机的控制系统，提高水轮机的运行稳定性，避免因操作不当或控制系统故障导致的振动问题。
最后，加强维护保养。
定期对水轮机进行维护保养，检查轴承、机械连接等关键部件的磨损情况，及时处理和修复，确保水轮机的正常运行。
综上所述，水轮发电机组振动是由水力因素、结构因素以及操作因素等多方面因素引起的。
在处理水轮机振动问题时，需要充分考虑各种因素的影响，并采取相应的措施来解决问题，从而确保水轮机的正常运行和发电效率。
大型高水头混流式水轮机的稳定性设计优化思考
大型高水头混流式水轮机的稳定性设计优化思考1. 引言1.1 背景介绍大型高水头混流式水轮机是一种在水力发电领域被广泛应用的设备，其通过水的能量转换为电能，具有高效、可再生等优点。
随着能源需求的增长和环境保护的呼唤，对水力发电设备的稳定性和效率要求也日益提高。
在水轮机设计优化过程中，稳定性是一个至关重要的考虑因素。
水轮机在运行过程中需要保持稳定性，以确保其正常运行和输出功率。
稳定性设计优化可以有效提高水轮机的性能，延长其使用寿命，降低维护成本。
本文将从水轮机基本原理、设计优化方法、稳定性设计考虑因素等方面进行探讨，通过案例分析和优化思考，提出相应的建议和展望，为大型高水头混流式水轮机的稳定性设计提供参考和指导。
通过深入研究与实践，不断完善水轮机设计和优化，将促进水力发电行业的发展，推动清洁能源的利用和保护。
1.2 研究目的研究目的主要包括以下几个方面：1. 分析大型高水头混流式水轮机在实际运行中存在的稳定性问题，探讨其影响因素及机理，为进一步的设计优化提供依据。
2. 研究现有水轮机设计优化方法及理论基础，分析其在提升水轮机稳定性方面的应用效果与局限性，为改进设计方法提供启示。
3. 探讨稳定性设计考虑因素的重要性及影响，深入分析各种因素对水轮机稳定性的影响机制，为优化设计提供全面的依据。
4. 总结前人研究成果及案例经验，结合实际工程案例进行深入分析与比较，从中总结出提升大型高水头混流式水轮机稳定性的有效方法与思路。
5. 最终旨在通过本研究对大型高水头混流式水轮机的稳定性设计进行优化思考，提高水轮机在实际运行中的稳定性及性能表现，为水轮机设计与应用领域的发展做出贡献。
1.3 研究意义大型高水头混流式水轮机是水力发电站中重要的能量转换设备，具有高效、稳定性好等优点。
对大型高水头混流式水轮机的稳定性设计优化具有重要的研究意义。
稳定性设计优化可以提高水轮机的运行效率和性能，从而降低水电站的运行成本，提高发电效率。
水电站水轮发电机机组振动问题分析及对策
水电站水轮发电机机组振动问题分析及对策摘要:如果水轮发电机机组出现异常的振动以及噪音,则可判定为运行出现问题,通过振动的各种信号信息,能够判断其存在的具体问题信息。
振动的转速变化、负荷变化为工况变化的伴随信息,能够作为振动故障识别的重要参考数据。
关键词:水轮发电机;机组振动;故障诊断;处理水电站水轮发电机组由发电机和水轮机构成,其转动部件通过轴承、机架和钢筋混凝土结构进行支撑,在水力、机械、电磁等方面因素的耦合关联作用下,形成极其复杂的水轮发电机组振动问题,如:水轮发电机组零件紧固部分松动或脱落而引发转动部件不平衡的机组振动现象;零件和焊缝应力疲劳区内部裂纹或断裂的问题;大轴剧烈摆动导致轴瓦温度升高而出现烧瓦的现象等,尤其以激振源频率与机组部件固有频率相近而诱发的共振危害最为突出。
为此,要加强水轮发电机的振动分析,进行水轮发电机组的振动故障治理。
一、水轮发电机机组振动分析对于所有的旋转类型机械,其常见的问题类型包括设计问题、制造问题,如果设计不良,存在动态安装问题,在设备运行时可能存在较大的强迫振动,安装维修不当,存在零件的错位以及预负荷超标等问题会导致机组在运行过程中,出现超转速、负荷不良等问题,导致工作性能改变,长时间会使机器运行状况恶化。
综合考量其影响因素相对复杂性更高,同时系统的各个组成部分之间存在影响,如水力因素导致机组振动时,会引发转子以及走子之间的空气间隙问题引发不对称的磁拉力,有加重阻尼机组振动问题。
二、水轮发电机组部件模态分析1.发电机上机架模态分析机架是水轮发电机的重要结构件,采用中心体和支臂的钢板焊接结构,支臂主要设计为工字梁结构,当中心体外端尺寸在4m以内时采用中心体与支臂焊为一体的结构;当机架支臂外端尺寸在4m以外时采用可拆卸的臂架方法。
根据不同的支臂型式,水轮发电机机架有不同的类型,即:辐射型、井字型、桥型。
以某水电站机组的上机架为例进行振动特性分析,采用添加约束方程的方法进行参数化分析,并运用APDL语言编制自动生成网格程序,避免建模过程中的大量重复工作,便于水轮发电机上机架的振动特性分析。
水轮发电机组振动原因分析及措施
水轮发电机组振动原因分析及措施摘要：本文首先对水轮发电机组产生振动的原因进行了分析，并归纳了机组振动的特点，最后针对水轮发电机组产生振动的原因提出了相应的处理措施。
关键词：水轮发电机组；原因；处理方案引言对于水力发电站而言，水轮发电机组是不可缺少的构成内容，其运行的稳固性是确保水电站可以顺利运转的重要因素，但是，水轮发电机组是由各种机械设备组成的，有些部件还需要进行运转，设备在运作过程中运都不可避免的会存在振动，而且在实际运行的过程中，能对机组稳定性产生影响的因素有很多，如电网、水文、气候、制造、安装和时间等等，因此机组很可能会出现机组振动超标现象。
所以，要在采取恰当的技术举措把机组的振动尽可能地降低，且把其管控在相应的范围内，来确保机组运转的长效、稳健性。
可是如何将机组振动控制在合理范围内，保证机组安全稳定运行，这个问题需要引起重视，并采取适当的方法进行解决。
1 水轮发电机组的振动原因1.1 机械原因一般情况下，由机械因素引发的振动存在一个共同点：机组的振动频率一般等于转频或者是转频的几倍。
能够引起水轮发电机组振动的机械原因主要分为以下几点：（1）转子质量偏心或安装偏心。
当磁力下线通过转子与定子的间隙时，在它们之间会因磁力线自身存在缩短倾向而形成拉力，即磁拉力。
如果电机的转子制造时出现问题而出现质量偏心情况，或者在安装转子时没有按照要求进行装配而偏离中心，以及因长期运行主轴磨损而导致使转子偏心，转子都会受到不均衡的磁拉力，这样会对转子的动力特性产生影响，导致水轮发电机组产生振动现象。
（2）转子“抖动”。
具体而言，转子“抖动”是说水轮发电机组在运转的时候，导轴承产生松动亦或空隙不恰当、刚性未达标，而且机组的运行不牢固、润滑工作没有达到要求时，导轴承和转轴间产生硬性摩擦，致使轴承向相反的方向转动，进而形成水平方向的振动。
1.2 电磁原因引起的振动（1）转子绕组短路。
当一个的磁电动势因短路而减少时，与它相对的那个磁电动势并未产生改变，为此便会产生一个和转子反方向转动的和轴线同向的不均衡磁拉力，进而导致转子发生振动。
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨
水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨众所周知，水轮发电机组内部常常会因为各种原因而出现振动，这种振动现象的破坏能力是非常强的，轻则会造成机组结构的疲劳破坏，重则引起整个机组的共振，破坏固定导叶和转轮结构，从而降低水电站的经济效益，甚至威胁水电站运行的安全性和稳定性。
所以，深人探究引起水轮发电机组振动的原因至关重要，同时这也是目前流体动力领域内非常值得研究的课题之一。
基于此，本文对水电站水轮发电机机组振动问题进行了分析，以供相关人员的参考。
标签：水电站;水轮发电机;机组振动引言水轮发电机机组在工作中振动不仅会对某些部件造成弹性形变或塑性形变，从而使部件出现裂纹、断裂等现象，还会造成发电机组部件之间的连接部件出现松动现象，缩短各部件的使用寿命，因此为了有效提高发電机机组的工作效率和各部件的使用年限，相关工作人员需要不断改进发电机机组振动问题的处理方法。
1 水轮发电机组振动原理在机组运转的状态下，在水轮机作为其原动力的前提下，水能的作用能够直接有效激发水轮发电机组振动，还能够间接维持机组振动。
流体、机械、电磁三者是相互影响相互作用的，由于气隙在不对称的状态下，由于发电机定子与转子之间的磁拉力不平衡的情况，当流体激起机组转动部分振动时会造成机组的振动，而发电机的磁场和水轮机的水流流场也会受到转动部分的运动状态的影响。
2 水轮发电机组振动故障特点振动故障的特点具体有如下三点：①渐变性。
根据GB/T7894-2009中的规定，水轮发电机组的转速不会很高，明显要低于其他旋转机械。
因此机组故障的发展具有渐变性，很少发生突发恶性事故。
这个特性一般随着水轮发电机转速的不断增加，振动会有明显变化，可以通过专门振动仪对机组进行实时状态监测，事前捕捉故障预兆，提早防范事故发生。
②复杂多样性。
水轮发电机组的振动受到机械、电磁、水力三种因素影响，而且这三者之间还存在相互影响。
这就使机组振动机理复杂，相关故障的振源分析困难，难以通过直接、简便的诊断方式发掘出故障的主导原因。
水轮发电机组振动分析
水轮发电机组振动分析摘要：水轮发动机组振动有诸多原因以及危害。
由于破坏了转轮结构和固定导叶，这种振动现象会威胁水电站运行的安全性和稳定性，降低水电站的经济效益。
文章阐述了水轮发电机组原理、原因以及危害等问题，为了提高机组安全稳定运行延长机组使用寿命，我们要减少水轮发电机组振动这种现象。
关键词：水轮发电机；机组振动；原理原因1导言水利工程在促进社会经济发展方面发挥着十分重要的作用，因此，采取有效措施保障水利工程项目内部机电设备的正常运行十分重要。
为了提升水利工程机电设备运行稳定性，必须加强水轮发电机组日常管理，对水轮发电机组运行中常见的振动问题进行详细探究。
2水轮发电机组振动概述在水轮发电机组的实际运行过程中，机组振动一般是将水轮机作为其原动力，水能的作用能够有效激发水轮发电机组振动，同时，通过间接的方式，其还能够维持机组振动。
值得注意的是，水轮机组本身的特殊性，也会造成水轮发电机组产生振动问题。
比如，从水轮机组结构方面而言，水轮机组是由两个部分所组成的，即转动与固定，在水轮发电机组实际运行过程中，如果任意部件产生质量问题，都会导致机组产生振动问题。
水轮发电机组振动是旋转机械中较为常见的现象，如果采取有效措施控制水轮发电机组振动问题，则能够有效提升机组运行稳定性和可靠性。
但是，如果水轮发电机组的振动问题比较严重，并且无法采取有效措施将其控制在一定范围内，则会导致水轮发电机组安全性降低，甚至会造成部分零部件出现松动或者其他质量问题。
3关于水轮发电机组振动的原因相比于普通的动力机械而言，水轮发电机组的工作环境以及工作特性都是与众不同的，因此，导致其产生振动问题的原因也有很多种。
一般可以将水轮发电机组的振动成因分为三类，即：机械因素、水力因素以及电气因素。
3.1机械原因（1）机组轴线不同心。
因为轴心线受到水轮机轴与发电机轴不同心的现象导致不正，因此出现振动，造成机械故障。
它的主要振动特征1倍频和2倍频为径向振动的主要频率；2倍频分量与轴系不对中成正比，2倍频分量比例越大，轴系不对中越的现象越显著，一般会超过1倍频分量。
分析水轮机发电机组振动存在的问题与措施
分析水轮机发电机组振动存在的问题与措施摘要：首先针对引起水轮发电机组振动的主要影响因素，也就是电磁、机械、水力这三个因素进行详细分析。
并且进一步提出可行效果好的解决方法，以期能为以后处理水轮发电机组振动问题提供良好的借鉴效果。
关键词：水轮机；发电机组；振动；措施1 影响发电机组振动的主要因素分析1.1 电磁因素引起的振动当机组设备中某个磁极出现短路的情况时，导致磁动势减小，则与之相对称的磁极的振动便出现一个方向一样的旋转着的不平衡的拉力，这就是引起机组振动的原因。
假如这时候定子铁心组合缝出现松动的情况，或者铁心本身松动等等，也会引起机组振动。
另外，假如定子绕阻的固定没做好，在电气负荷较高的情况下，机组便会振动。
1.2 机械因素引起的振动（1）如果机组轴线偏离，紧固零部件松动，推力轴承调整不合适都会使得发电机组在低转速运行的时候振动明显。
（2）如果发电机组振动随着机组转速的平方增大而增大，那就可能是因为机组转动部分，质量不平衡，引起机组振动。
（3）如果发电机组振动不仅强烈还伴有撞击的声音，那么引起振动的因素，很有可能是固定部件与机组转动部件的碰撞发出的声音。
（4）假如发电机组振幅明显的随机组负荷变化而变化，那么这很有可能是因为主轴设计直径问题或大轴材质刚度不够而引起了振动。
1.3 水利因素引起的振动1.汽蚀引起的振动汽蚀是水利因素的一种，可分为三部分三个种类，有空腔汽蚀、间隙汽蚀和翼型汽蚀。
空腔气蚀经常发生在水轮机座环内侧和为水管的上半部分，间隙汽蚀会破坏转轮，翼型汽蚀经常发生在轮翼靠近液片背面的地方。
因为汽蚀的原因，水轮机工作表面不仅会严重侵蚀和破坏，还会有强烈的噪声，剧烈的振动。
当机组在振动区运行时，机组振动更加剧烈，并有明显的噪声，振动频率在 300 到 500 赫兹，进行高频振动。
2.尾水管涡带引起的振动水轮发电机组振动中非常常见的振动源就是尾水管涡带，尾水管涡带不仅能引起机组振动，还能引起压力脉动，造成转轮、蜗壳汽蚀。
水轮发电机组异常振动原因分析与处理
水轮发电机组异常振动原因分析与处理摘要：振动是汽轮发电机组运行中较为普遍的一种现象，其数值大小是评价机组能否安全稳定运行的重要指标。
汽轮机发电机结构复杂，各结构部件出现故障，均会引起机组振动问题。
联轴器作为联接汽轮发电机组各转子的重要组成部分，出现松动或失效现象，会形成新的扰动力引发汽轮机发电机组异常振动，影响机组安全可靠运行。
关键词：水轮发电机组；异常振动；原因与处理1水轮发电机组故障诊断概述水轮发电机组绝大部分的故障都会在振动信号上有所体现，如幅值增大、频谱异常等。
水轮发电机组的振动一般是水力、机械和电磁等因素相互作用产生的。
一方面，同一个故障现象可能是某个原因单独导致的，也可能是多个原因相互叠加作用后产生的结果;另一方面，同一个故障原因在机组处于不同的运行工况时所表现出来的现象也可能有较大差异。
水轮发电机组的故障具有从量变到质变、从轻到重渐进发展的特点，前期一般故障现象不明显，但随着时间的推移故障的特征会逐渐显现并进一步加剧，这也造成了在故障产生的初期识别、判定故障非常困难。
由于振动信号具有比较直观、易于获取、包含的设备状态信息丰富等特点，基于振动信号的故障诊断是目前最为通用的一种故障诊断方法。
故障诊断的流程一般是首先获取水轮发电机组的相关信号，提取信号的特征信息，然后根据信号特征进行综合分析和故障诊断。
传统的故障诊断主要是基于振动信号的幅频域分析，通过分析不同部位振动值的大小，以及振动信号的频谱等参数，依靠现场工程技术人员的知识和经验开展。
这种诊断方法受个人的主观因素影响较大，对个人的要求较高，诊断效率低，诊断效果不理想，容易造成误诊。
随着信号处理技术、计算机技术的进步以及人工智能领域的发展，智能算法在模式识别中的应用越来越普遍，故障诊断作为模式识别方面的一个应用场景，智能诊断方法也得到了重视和发展，成为故障诊断领域的热点，并被广泛应用于实际的生产实践中，并取得了一定的应用效果。
2事件描述某水电开发有限公司联补电站为低坝高水头引水式电站，总装机容量130MW(2×65MW），发电机系立轴悬式结构，上导轴承和推力轴承装于同一油槽内；上机架为承重机架，由中心体和8条支腿组成，承担机组轴向负荷，包括转动部分重量及水推力；下机架为非负荷机架，由4条支腿与基础相连；机组额定转速600r/min，额定水头417.4m。
大型水电机组振动超标分析及处理
选用优质材料：采 用高强度、耐腐蚀 的材料，提高机组 的耐久性和稳定性
加强安装调试：严 格按照安装调试规 程进行操作，确保 机组安装质量
优化运行和管理模式
定期检查：对机组进行定期检查，确保各部件正常运转。 实时监控：安装振动监测装置，实时监测机组振动情况。 预防性维护：制定预防性维护计划，提前进行维护和保养。 培训和演练：对操作人员进行培训和演练，提高应对突发状况的能力。
建立预警系统，设 定振动阈值，一旦 超过阈值立即发出 警报。
配备专业的监测设 备和人员，确保监 测数据的准确性和 可靠性。
加强与水电站运行 管理人员的沟通与 协作，确保监测和 预警系统的有效运 行。
提高机组设计和制造质量
优化设计：采用先 进的设计理念和方 法，提高机组结构 的稳定性和可靠性
严格制造：加强质 量管理体系，确保 制造过程中每个环 节的质量控制
06 总结与展望
总结
大型水电机组振 动超标分析的重 要性和研究意义
振动监测与诊断 技术在处理中的
应用
振动超标的常见 原因及处理方法
未来研究方向和 展望
展望
未来技术发展：更高效、更安全、更环保 振动监测与控制技术：实时监测、智能控制、远程监控 新型材料的应用：高强度、轻质、耐腐蚀材料 智能化运维与管理：远程诊断、预测性维护、智能决策支持系统
01 大型水电机组振动概述
振动定义及分类
振动定义：物体在
1 平衡位置附近进行
的往复运动。
振动分类：自由振
2 动、受迫振动、自
激振动。
振动标准及评价
振动标准：根据 国家及行业标准， 大型水电机组振 动幅度应控制在 一定范围内，防 止设备损坏和影 响正常运行。
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出轮发电机组的固定部件与导 轴承 、 止漏环 、 推 力轴 承等支承 部件共 同组 成轴系的 支承边 界条件 ，
商 接 影 响 系统 的动 力特 性 ， １ ２ 支承 部 件 的 动 力学 建 模 ．
和 Ｒ ｃａｊ ｉ ｔ 传递矩 阵法 多次迭代 求解 系统 的非 ｃ
线 性 瞬 态 响 应 ２ ２ 稳 态 设 计 工 况 下主 轴 摆 度预 估 ．
在结 构 上 是 周 期 旋 转 对 称 的 （ 至 可 以 视 为 是 轴 对 甚
性对待， 而直根据轴颈的位移和速度 ， 直接求 出作用 在轴颈上 的油膜 力， 即把它作 为作用 在轴颈 上 的外
力． 而不 是 通 常 的 简 化 为 线 性化 的 ４个 刚 度 系数 和 ４个 阻 尼 系 数 。因此 ． 电机 组 导 轴 承 的 动 力 学 特性 水
质有 关
１ ３ 主 轴 临界 转 速 计 算 ．
水轮发 电机组主轴的固有频率和临界转速不仅 与主轴转速有关 ， 而且与载荷的大小有关。 计算 主轴 临界转速之前 ， 首先要 用非线 性方法计算 出主轴在 菜一稳定 载荷工况下 的 主轴摆 度， 以此摆度 处 的油 膜刚度作 为线性化 刚度 ， 与支撑结掏 的刚度 串联 得 到主轴 的支承刚度 ， 然后用 常用的方法计 算主轴 系
准 则 ， 劳 强 度 设 计 准 则 等 ． 给 出 了工 程 应 用 实例 。 疲 并
关键 词 ： 水轮发 电机 组 ； 动 ： 振 稳定 性 ； 设计准 则
中 图 分 类 号 ： ｝１ ３ ； １ － ｛ １ ＴＫ７ ３ １ ３ ． 文献标 识 码 ： Ａ
韩 国明 研 究 员
大 型 水 电机 组 的运 行稳 定 性 ． 率 与气 蚀 成 为 效 考 核 水 电 机组 性 能 的 ３大 主 要 指标 水 电机 组 是 一 个 复 杂 的机 、 、 耦 合 系 统 机 电 液
轴 承的 非 线 性 性 质决 定 的
水轮发电机组的主轴 由发 电机轴 、 水轮机轴 、 发 电机转 子、 水轮机转轮等连接 而成。 主轴的动力学分 析可 以采用传 递矩 阵模型 ， ～ 电可采用 有 限元模 型【ｄ ｔ 。在转轮建模时 ， － 还必须讣及 由于流 固耦 合作
用 而 产 生 的 水 附加 质量 和 附加 转 动 惯 量 。 。 。
２ 主轴 系统的动 力响应 分析
２ ｌ 主 轴 系统 的非 线 性 瞬 态 响 应 对不 同轴 承 可 由求 解 基 本 的 动 态 雷诺 方 程得 到 轴 承 间 隙 内 油 膜 压 力 分 布 、 后 进 行 积 分 得 到 油 膜 然 力 ， 它 作 为 外 力作 用 在 轴 颈 上 而后 用 Ｎ ｗｍａｋ 将 ｅ ｒ
统 的 固 有 频 率 和临 界 转 速 。 显然 ． 荷越 大， 载 摆度 越 大 ， 轴 承 的 油 膜 刚 度 导
组的稳定性 不仅 与设计 、 制造 、 安装 、 调试有关 ． 而且
与电网的运行、 负荷 状 态 有 关 文 主要 讨 论 与机 组 本
结构设 汁有关 的动力学 题 ． 以及在 机组结 构设 ｝ ｆ 阶段应该考虑的主要问题 如动 力学模型 的建立． 机
称的） 所以 主轴 的轴心轨迹将是一个与轴承中心同 ， 心的圆。 当轴颈 中心沿此圆周运动时 ， 圆周各点上 在
的 油 膜 刚度 和阻 尼 系 数 应 是 不变 的 ， 即 … 应 是
常数。 对于可倾瓦轴承 ， 理论上萁交叉 刚度和交叉阻 尼应为零。轴 心轨迹 圆的半径随周期激励 载荷的增 大而增大。 若转轮上作用有其它非转频 的力 ， 同样可 以进行 主轴摆度计算 ， 但此 时的轴心轨 迹将是 一条
组 在 不 同 ～ｌ Ｆ 动 力 响 应 顸 估 ， 及 机 组 的稳 定 ｝ 况 的 以
性评价等 准 《 讨论机组 的水 力稳定性问题
１ 水轮 发 电机组 的振 动 固考特 性分 析
１ １ 旋转 部 件 与 固定部 件 的 动 力 学 建 模 ．
越 九， 主轴的固有频率和临界转速就越高 。 这是 由导
韩 国 明 张 信 志 刘 保 国
摘 要 ： 论 了 大 型 水 轮 发 电机 组 结 构 设 计 中 的 动 力 学 问 题 。 对 立 式 机 纠 针 组 的 特 点 ， 丑 了 不 同 的 建 模 方 法 和 动 力 响 应 分 析 方 法 。建 议 在 设 计 阶 段 评 提 』 价机蛆振 动 稳 定性的设 计 ： 住则 避 开 共 振 准 则 、 免 相 碰 准 则 、 动 控 制 避 振
第 ８期 ２ ０ 年 ４ 下半 月 ３ ０２ 月
文 童 编 号 ： ０． １ ２ ｆ ０ ２） ８ ０ ３ １ Ｉ ０ ｎ ６ ４ （ ｒ ３ ２ ） ３
大 型 水 轮 发 电机 组振 动稳 定 性 分 析 与设计 准 则
与汽轮发 电机组 同， 混流式 水电机 组轴 系是 直立 布置 ， 导轴 承 没有径 向静负 荷 ， 颈在轴 承 轴 中没有静偏 心 ， 而且轴颈涡动范 围较大 ， 特别是在各
种 瞬 态过 程 中 计 算 摆 度 时 ， 能 再 把油 膜 力作 为 线 不
在稳态 设计 工况 下， 主轴受到 的外载荷 主要 是 水力 不平衡 力和机 械不平 衡力 ， 其频率 与工作 转速 同步， 幅值是常数 。在这种 条件下 ， 由于轴承和 主轴
复 杂 的 封 闭 曲线 。
不仅与结 掏及转速 有关 ， 而且与 动载 荷 的大小和性
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