水力作用对水电机组主轴稳定性影响研究

【摘要】：随着社会经济的高速发展，社会对电力能源的需求量越来越大，水力发电逐渐引起了我们高度的关注。但是水电机组主轴稳定性问题一直困扰着人们。尤其是在大水力冲击和高强度磁场的作用下，其规律还有待探索。因此，对水电机组主轴系统稳定性研究是十分必要的。 运用有限元法和传递矩阵法分别计算固有频率，验证结果可靠性。探究了附加水质量、电磁刚度和陀螺效应对固有频率的影响。结果表明：陀螺效应是主要影响因素、电磁刚度次之、附加水质量影响最小。各因素均值得引起重视。 探究了水力影响、磁力影响以及不同初始条件的影响。结果表明：附加水质量对振动的影响并不十分显著，振动基本稳定时发电机转子和水轮机转轮的振幅相近，而且水轮机转轮的振幅略大，下机架的振幅远小于二者，三者振动速度极值相近；抬机现象和b10（电磁影响因素中位移三次项的系数）是主要影响因素，它们的增大会加速下机架振动速度的下降；下机架的振动速度变化最快，水轮机次之，转子最慢，但是三者的包络线的变化趋势基本一致。在分别单独给予三部分相同振动初速度时，作用在发电机转子上的瞬时冲击引起振动的最大，作用在水轮机转轮上次之，作用在下机架上振动最小。与给予系统振动初位移时不同的是振动基本稳定时，水轮机的速度极值是另两部分的数倍。阻尼11（位移阻尼）的提高会引起振幅的明显下降；阻尼21（速度阻尼）同样会引起振幅的下降，但是效果没有阻尼11明显。另外阻尼21的提高在时域图中会增加曲线单调下降前的振动次数，在幅频曲线中会减小共振区的宽度；幅频曲线中，共振区的振幅极值随着f1（抬机现象振幅）的减小而成比例降低，f1的减小还会缩小共振区的宽度。 【关键词】：水电机组主轴 水力影响 非线性
【学位授予单位】：河北联合大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV734
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目次7-9
• 引言9-10
• 第1章 文献综述10-22
• 1.1 水电机组事故介绍10-12
• 1.2 水电机组主轴稳定性研究12-20
• 1.2.1 主轴稳定性主要分析方法12-14
• 1.2.2 稳定性影响因素14-20
• 1.3 研究内容及方案20-22
• 1.3.1 研究内容20
• 1.3.2 研究方法20-22
• 第2章 三峡主轴系统横向振动计算22-31
• 2.1 三峡主轴系统模型及物理参数22-23
• 2.2 水电机组主轴系统简化23-25
• 2.2.1 主轴23-25
• 2.2.2 导轴承25
• 2.2.3 发电机转子25
• 2.2.4 水轮机转轮25
• 2.3 频率影响因素25-26
• 2.3.1 附加水质量25-26
• 2.3.2 电磁刚度26
• 2.3.3 陀螺效应26
• 2.4 固有频率计算结果26-27
• 2.5 振型图27-28
• 2.6 各因素影响28-30
• 2.6.1 附加水质量影响28-29
• 2.6.2 电磁刚度影响29
• 2.6.3 陀螺效应影响29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 三峡主轴系统竖向非线性振动计算31-53
• 3.1 系统简化31-32
• 3.1.1 主轴31
• 3.1.2 推力轴承31-32
• 3.1.3 下机架与基础32
• 3.1.4 水轮机与发电机转子32
• 3.2 影响因素32-33
• 3.2.1 水力影响32
• 3.2.2 电磁影响32-33
• 3.3 数值计算结果33-52
• 3.3.1 附加水质量影响33-37
• 3.3.2 水力参数影响37-39
• 3.3.3 电磁参数影响39-42
• 3.3.4 速度—时间图42-46
• 3.3.5 相平面图46-48
• 3.3.6 速度变化影响48-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 三峡主轴系统竖向非线性振动多尺度法求解53-67
• 4.1 竖向自振频率53
• 4.2 存在的共振关系53
• 4.3 多尺度法推导53-66
• 4.4 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 导师简介73-74
• 作者简介及在学成果74-75
• 学位论文数据集75

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