水輪發(fā)電機組軸系統(tǒng)扭轉振動研究.pdf

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

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

3、敏感性分析中考慮了三種不同影響因素：轉子轉動慣量、水體對轉輪附加轉動慣量和轉子支臂剛度。根據計算結果得出相關規(guī)律，為機組設計了提供參考。 3.仍以模型一為研究對象，在水輪機轉輪力矩作用下機組軸系統(tǒng)扭轉振動分析。通過分析得出相關軸系統(tǒng)在水輪機轉輪力矩下的振動特性，得出機組在不同荷載頻率和不同的影響因素下的響應規(guī)律。 4.以模型二為研究對象，在同時考慮電磁力和水輪機轉輪力矩作用下進行機組軸系統(tǒng)的扭轉振動分析。在分析中，由于電