扭矩激勵(lì)作用下細(xì)長軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，汽輪發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，軸系和單轉(zhuǎn)子變得更加細(xì)長。在機(jī)-電-網(wǎng)互聯(lián)的情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組會(huì)受到機(jī)械力矩和電氣力矩的不平衡作用，使得軸系反復(fù)承受扭矩激勵(lì)，進(jìn)而造成機(jī)組的疲勞磨損甚至損壞。因此，研究扭矩激勵(lì)作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，從理論和試驗(yàn)的角度分析轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特征，可為機(jī)組轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供參考。
　　本文研究了在扭矩激勵(lì)作用下細(xì)長軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)振動(dòng)特征。根據(jù)傳遞矩陣法計(jì)算不同長徑比

2、的細(xì)長軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速；根據(jù)動(dòng)力學(xué)知識(shí)推導(dǎo)扭矩激勵(lì)作用下細(xì)長軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程。運(yùn)用四階龍格庫塔法對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程求解，分別分析了初撓度、外阻尼、不同長徑比和扭矩激勵(lì)作用時(shí)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)等加速過臨界時(shí)的瞬態(tài)振動(dòng)特性。在等加速過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，動(dòng)撓度幅值隨著初撓度和長徑比的增大而增加，并且長徑比越大，動(dòng)撓度最大幅值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速相對(duì)減小。外阻尼的增加使得轉(zhuǎn)子的動(dòng)撓度幅值降低，并且對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)撓度幅值的波動(dòng)有一定的抑制作用。在扭矩激勵(lì)作用時(shí)，扭矩激勵(lì)使得轉(zhuǎn)子

3、振動(dòng)幅值增加，并且在過臨界轉(zhuǎn)速之后，動(dòng)撓度的波動(dòng)幅值受扭矩的影響較大，呈現(xiàn)出“拍”的振動(dòng)特征，波動(dòng)幅值隨著扭矩的增加而增大，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性相對(duì)減弱。
　　轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子長徑比的增大其剛度相對(duì)減小，轉(zhuǎn)子的橫向振動(dòng)的幅值相對(duì)增加。在對(duì)扭矩激勵(lì)下細(xì)長轉(zhuǎn)子系統(tǒng)彎扭耦合振動(dòng)特征的分析時(shí)，扭矩激勵(lì)作用下扭振對(duì)彎振有著復(fù)雜的影響，并且被激勵(lì)出的這些彎振與純彎振相比隨著長徑比的變化會(huì)發(fā)生改變，這一特征通過了試驗(yàn)的驗(yàn)證。最后，對(duì)脈沖扭