水轮发电机组轴系的非线性动力响应分析

建立了水轮发电机组主轴系统的非线性动力学模型,推导了机组主轴系统振动的微分方程,考虑了导轴承非线性油膜力、机械不平衡力、非线性不平衡磁拉力及水力不平衡力的作用。求解得到了机组轴系关键部位(转子、转轮和3个导轴承)响应的时域波形图、轴心轨迹图,频谱图和相图.以及系统响应的分岔图:即横振响应随转速、偏心质量和励磁电流变化的分岔图。结果表明:轴系转速和质量偏心对于轴系上各主要部件的振动响应影响较大;非线性不平衡磁拉力计算公式能够比较全面地反映电磁参数对轴系振动的影响。非线性油膜力比线性油膜力更适合于轴系动态响应的计算。

随机水力激励下机组轴系的动力响应

简要分析了水轮发电机组轴系上的作用力,包括导轴承上的非线性油膜力、转子与转轮上的机械不平衡力、转子上的不平衡磁拉力和转轮上的水力不平衡力.采用零均值i.i.d.随机数序列模拟作用于水轮机转轮上的随机水力激励,通过调整随机数方差来改变随机水力激励的大小,建立了水轮发电机组轴系的非线性动力学模型.求解得到了机组轴系关键部位(转子、转轮和3个导轴承)响应的时域波形图、轴心轨迹图、频谱图和庞加莱图,以及系统响应的分岔图.结果表明:水轮机转轮上作用的随机水力激励对于轴系上部的上导轴承、发电机转子影响较小,对于下导轴承影响适中,对于轴系下部的水导轴承和水轮机转轮影响比较大.随着随机水力激励增强,水导轴承处和水轮机转轮处轴的横向摆度均发生明显的分叉,已明显影响了轴系的振动形态和振动稳定性.