水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)研究.pdf

1、隨著我國水利水電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，水電站的裝機(jī)容量越來越大，在電網(wǎng)中所占的比重也隨之增加，機(jī)組振動(dòng)問題也越來越受到重視。影響機(jī)組振動(dòng)的主要原因包括三個(gè)因素：水力振動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、電磁振動(dòng)。尤其難以控制的是水力振動(dòng)，往往是由于尾水管的低頻渦帶產(chǎn)生機(jī)組大幅度的出力擺動(dòng)，使機(jī)組發(fā)出的交流電難以并網(wǎng)。 本文結(jié)合十三陵抽水蓄能電站機(jī)組軸系統(tǒng)，對機(jī)組扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性進(jìn)行了針對性研究，并且對機(jī)組出力擺動(dòng)進(jìn)行了初步探討。具體而言，主要研究內(nèi)容包括以下幾

2、個(gè)方面： 1.以ANSYS為平臺建立了兩種水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)模型。兩種模型不同點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子支臂和電磁力矩的模擬。一種是采用彈簧模擬轉(zhuǎn)子支臂剛度，將電磁力矩簡化成一種彈性約束，即表示成一種與轉(zhuǎn)角位移線性相關(guān)的荷載值(簡稱模型一)；另一種模型是轉(zhuǎn)子支臂剛度采用梁單元模擬，電磁力模擬為荷載加載到轉(zhuǎn)子端部的磁極上，即模擬為一種非線性荷載(簡稱模型二)。 2.以模型一為研究對象，對機(jī)組的軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)自振頻率及自振敏感性進(jìn)行分析。在自振

3、敏感性分析中考慮了三種不同影響因素：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、水體對轉(zhuǎn)輪附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)子支臂剛度。根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出相關(guān)規(guī)律，為機(jī)組設(shè)計(jì)了提供參考。 3.仍以模型一為研究對象，在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪力矩作用下機(jī)組軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析。通過分析得出相關(guān)軸系統(tǒng)在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪力矩下的振動(dòng)特性，得出機(jī)組在不同荷載頻率和不同的影響因素下的響應(yīng)規(guī)律。 4.以模型二為研究對象，在同時(shí)考慮電磁力和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪力矩作用下進(jìn)行機(jī)組軸系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析。在分析中，由于電