考虑主轴疲劳载荷的虚拟同步双馈风电场有功功率分布式优化方法

为降低风电场内各台基于虚拟同步发电机控制策略的双馈风电机组在响应电网功率指令值变化时所承受的主轴疲劳载荷,提出一种基于改进惩罚系数的交替方向乘子法的考虑主轴疲劳载荷的有功功率分布式优化方法。在推导可量化表征机组有功功率指令值与其主轴力矩之间关系的离散化模型基础上,以各台机组的主轴力矩波动总和最小作为目标函数,并根据机组运行状态设定目标函数的约束条件。为分担风电场中央控制器的计算压力,基于改进惩罚系数的交替方向乘子法将目标函数拆解为主函数(中央控制器)和多个子函数(本地控制器)的分布式优化结构,各本地控制器通过在线优化各台机组有功功率指令值以实现主轴疲劳载荷的降低。最后,仿真结果验证了所提优化方法的优越性。

考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力控制研究

针对搅拌摩擦焊接过程中的试件结构和焊缝位置变化,导致主轴力波动、焊接质量不稳定的问题,对焊缝位置改变和试件结构变化两种传热条件下的热-力关系进行研究,提出考虑传热条件变化的主轴力控制方案。采用Deform-3D软件进行搅拌摩擦焊温度场仿真,并与试验测得实际焊接温度和主轴力进行对比分析,得出靠近试件边缘的主轴力的变化趋势。引入焊接力边缘效应修正系数,基于Hammerstein结构建立考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力模型,并构造广义预测控制主轴力控制器。将控制器集成到西门子840Dsl数控系统中,并在焊接设备上开展工程测试。结果表明,考虑传热条件变化的主轴力控制方案的控制效果较好,在不同传热条件下,可将实际主轴力控制在期望主轴力±5%的范围内。

立式水轮发电机主轴轴线动态研究分析

水轮发电机轴线分析对水电厂水轮发电机组运行具有重要意义,本文分析了机组日常检修轴线测量存在的弊端以及机组运行过程中轴线监测的重要性,提出一种基于各摆度波形动态研究机组轴线的方法。根据机组实际运行动态,360°采集各方位的摆度值及其相位,采用数学向量合成分析的方法,借助计算机实时计算分析,进行机组轴线动态监测并判断其是否存在曲折以及曲折的方位,从而指导机组检修时的轴线调整。通过对机组实际摆度的采集数据进行举例计算分析,验证了本文所提方法的有效性,对水轮发电机组运行监测以及状态分析具有良好的指导意义。

某煤化工企业发电机组汽轮机主油泵断轴原因及防范策略研究

本文旨在提高煤化工企业发电机组汽轮机主油泵的可靠性和稳定性,减少因主油泵故障导致的停机损失。通过对某企业主油泵断轴故障的深入分析,采用故障现象观察、断口分析、检修情况评估、运行监测与维护问题探讨及制造和设计环节考量等方法,研究主油泵断轴原因。提出了包括加强检修环节管控、优化操作管理、改进泵轴结构设计、增加监测等防范措施。

大型立轴水轮发电机组A修主轴拆装工具研发及工艺优化

水轮发电机组转动部分拆卸与回装是机组A修的重要工序,直接影响检修工期。以鲁地拉水电站为例针对机组转动部分各段主轴拆卸及回装工艺进行优化,缩短水轮发电机组A修工期,提高检修效率,为机组检修提供经验和参考。

不同工况下风电机组主轴轴承动态特性研究

为获得风电机组主轴轴承在不同工况下的动态特性,以某汽轮厂1.5 MW风电机组为例,对主轴进行抽象简化,根据叶素理论推导出主轴轴承所承受的轴向载荷和径向载荷。利用UG软件建立主轴轴承模型,导入Adams中建立主轴轴承多刚体动力学模型,对三种不同工况下主轴轴承滚子与内圈、外圈、保持架的之间的相互作用进行分析。结果表明:在风机紧急刹车阶段,主轴轴承滚子与内圈、外圈、保持架的之间的相互作用力最大,转速突变阶段次之,启动至平稳阶段最小。

混流式水轮发电机组主轴系统振动特性分析

针对混流式水轮发电机组振动现象严重影响水电站安全运行的问题,应用ANSYS建立主轴系统的有限元模型,分析主轴系统固有频率及振型变化的特点,研究主轴系统的振动特性,并分析主轴系统在激励影响下发生共振的可能性及其振型.研究结果表明,主轴系统在多种外激励作用下,除了产生强迫振动外,还可产生主共振、分数共振等复杂的振动现象.研究结果对进一步研究主轴系统动态特性有一定的参考价值.

直驱型风力发电机的主轴强度研究

为了实现某大型水平轴直驱型风电发电机的主轴强度设计,提出基于有限元软件和疲劳软件相结合分析的主轴设计方法。建立发电机的有限元模型,分析计算了14种极限工况下主轴的极限强度。根据GL2010认证规范,推导得到发电机主轴的S-N曲线。基于疲劳分析软件,获得了主轴的疲劳累计损伤分布结果,考察了表面粗糙度对主轴疲劳强度的影响程度。分析校核结果表明,发电机主轴结构满足结构强度设计要求。

导轴承刚度对水轮机轴系自振特性的影响

为研究水轮发电机组轴系横向自振特性,采用有限元方法对轴系进行离散,利用能量法获得运动方程,根据简化的实际机组轴系参数,采用Matlab软件计算机组轴系各阶的固有频率、主振型以及临界转速,分析导轴承刚度系数的变化对机组轴系临界转速和主振型的影响.计算结果表明:当仅改变其中1个导轴承刚度时,上导轴承对机组临界转速几乎没有影响,下导和水导轴承对临界转速的影响较大.当导轴承刚度达到一定值时,临界转速不再随其增大而增大,出现"饱和"现象;而同时增加3个导轴承的刚度,机组轴系的临界转速有较大的增大.上导轴承的改变对前三阶振型几乎没有影响,下导和水导轴承的改变会导致某一阶的振型与原振型相反.工程中估算机组临界转速时需充分考虑导轴承刚度对机组的影响.

水轮发电机组主轴有限元建模与静动态分析

建立了某型水轮发电机组主轴有限元模型,利用有限元分析软件NASTRAN对主轴进行实际工况下静动态分析,在水轮发电机组正常运行范围内验证了主轴满足强度要求并且发生共振的可能性极小,提高了产品的可靠性和设计水平.

水轮发电机大轴材料45A和35A疲劳性能对比研究

轴类零(构)件在工作时承受着循环载荷,其失效形式主要是疲劳失效,因此,材料的抗疲劳性能显得尤为重要。本文利用旋转弯曲疲劳试验机对水轮发电机大轴材料45A和35A的S-N曲线进行了测量,并且利用扫描电子显微镜对拉伸和冲击断口进行了观察。结果表明,锻钢45A和35A疲劳极限σ-1都低于0.27(Rp0.2+Rm),因此在选用0.27(Rp0.2+Rm)作为疲劳极限进行计算时安全系数会高于实际值。

基于三结点单元的主轴横向自振特性分析

为计算水轮发电机组轴系的横向自振特性,提出了一种三结点弹性轴段单元。将主轴系统离散为刚性圆盘和三结点弹性轴段单元,推导了刚性圆盘单元和弹性轴段单元的运动方程,得出了三结点弹性轴段单元的插值函数、移动惯性矩阵、转动惯性矩阵、回转矩阵和刚度矩阵。研制了基于Matlab的有限元计算程序,并用数值算例验证了程序的正确性。最后计算了某水轮发电机组主轴系统考虑陀螺效应时的涡动频率、临界转速和相应的振型。研究表明,三结点弹性轴段单元的计算结果比二结点单元更接近理论解。

风电机组调心滚子主轴轴承匹配设计技术研究

对用于风力发电机组传动系统的主要轴承类型及其布置型式进行了介绍,对两点支撑式传动链调心滚子主轴轴承的静力学分析、轴承选型计算、轴承内圈与主轴的配合及轴承外圈与轴承座的配合进行了深入研究,提出了调心滚子轴承周边结构件的设计要点及相关计算方法,为风力发电机组传动系统的设计提供参考。

箕斗发电装置机构设计与研究

针对邯矿集团某矿主井箕斗检测系统的供电设备需线下充电且更换频繁等问题,通过变形设计和实验研究方法,设计出适合主井箕斗的发电装置。实验表明所设计的箕斗发电装置能实现对检测系统的线上充电,能够适应矿井提升振动、冲击大的恶劣环境。

钻机用柴油发电机组两主轴对中问题的探讨

钻机用柴油发电机组两主轴轴线的对中效果不理想 ,会导致联轴器的早期失效 ,并影响整个系统的工作质量。两主轴的正确对中方法是通过对联结盘和飞轮的找正 ,使联结盘和飞轮既平行又同心来实现的。找正时 ,先将柴油机和发电机固定于同一底盘 ,然后 ,通过测量 ,判断两轴在空间的相对位置并确定其相对位移量 ,再改变发电机的支脚螺栓的垫片厚度及移动发电机主轴位置 ,来达到两主轴轴线同轴。对中测量时 ,用轴销将飞轮和联结盘松动连接 ,使两主轴一起转动。对中调整时 ,必须先调整发电机主轴轴线与柴油机主轴轴线平行后 ,再调整两轴线同轴。这种对中方法也适用于其它机械的轴对中装配。

船舶轴带发电机驱动和主机启停控制装置研究

说明了船舶使用轴带发电机的原因,分析了现有轴带发电机驱动和主机启停控制装置的特点,研究了同时具备这两种功能的一体化控制装置。该装置传动效率高、结构紧凑、工作可靠,具有一定的推广价值。

大型混流式机组主轴中心补气管结构优化研究

对长江流域多个大型水电站机组中心补气管结构、密封形式、运行情况进行梳理和分析,经结构优化研究,提出了一种新型的主轴中心补气管结构模型,并已部分应用于乌东德、白鹤滩电站百万级机组结构设计。该新型补气管具有安全可靠、结构合理、便于拆装、关键密封可快速更换等优点。此外,在水轮机轴上法兰和发电机轴下法兰处各设有一个甩水检测孔,便于机组运行中快速判断渗漏水及其发生部位。

基于EMD的水电机组甩负荷主轴摆度

为解决甩负荷工况下主轴摆度峰峰值计算方法问题,对甩负荷工况与稳态工况下主轴摆度峰峰值计算差异进行对比研究,从时域波形上指出了2种工况下截然不同的特征,据此引入经验模态分解方法对甩负荷工况下的主轴摆度信号进行分解,并建立了趋势项的提取准则.研究结果表明:采用经验模态分解方法可以将主轴摆度信号分解为具有明确物理意义的2个分量,即表征甩负荷工况下轴系从一个稳定状态到另一稳定状态下的轴系偏移分量和表征随机扰动成分的轴系高频脉动分量;根据轴系偏移分量与转速的关系,可以将轴系偏移分量划分为4个阶段;甩负荷情况下主轴摆度峰峰值计算可以分成2个部分,即高频脉动分量峰峰值与轴系偏移量的和.采用具体案例验证了这一过程的有效性.

水轮发电机转子支架热套缺陷处理方案的研究

结合湖南省某水电站机组制造与安装的具体工程问题,针对转子支架热套缺陷处理方案展开深入研究。通过分析轮毂烧嵌套轴工艺、事故分析与调查,对现有的三种修复方案进行了技术经济比较,选取并实施了一种轴向及斜向销钉加固的修复方案。通过经典计算及有限元分析对该处理方案的合理性进行了技术论证。该处理方案的技术思路对于水电设备制造厂家处理类似问题具有借鉴意义。

水轮发电机组主轴密封中端面密封的设计

针对水轮发电机组主轴密封中端面密封的工况条件,对端面密封的密封材料进行选择,对密封结构进行初步设计,并通过水压启动压力试验对设计的端面密封的结构和参数进行优化。设计的端面密封进行实际装机试验,证明通过启动压力试验设计的端面密封产品完全满足水轮机的主轴密封中端面密封的使用要求。