燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組是將水能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。該機(jī)組工作環(huán)境復(fù)雜,運(yùn)行時(shí)會(huì)受到機(jī)械、電磁、水力等多方面的耦合作用產(chǎn)生振動(dòng)。而機(jī)組軸系作為能量轉(zhuǎn)換的核心部件,其振動(dòng)特性是評(píng)價(jià)機(jī)組是否安全運(yùn)行的重要指標(biāo)。因此,有必要對(duì)機(jī)組軸系的振動(dòng)特性進(jìn)行深入研究。本文以柴家峽水電站24MW燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組軸系為研究對(duì)象,分別對(duì)其自振特性和瞬態(tài)響應(yīng)規(guī)律展開(kāi)研究工作,取得的研究成果如下:(1)基于Riccati傳遞矩陣法建立了軸系自振特性分析模型。建模過(guò)程中,針對(duì)燈泡貫流式機(jī)組軸系的特殊性,提出將推力軸承的角剛度作用加入到狀態(tài)量的傳遞關(guān)系中,通過(guò)計(jì)算軸系的臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證了推力軸承在模型中的不可忽略性。在此基礎(chǔ)上分析了導(dǎo)軸承剛度和不平衡磁拉力負(fù)剛度對(duì)軸系一階臨界轉(zhuǎn)速的影響情況。結(jié)果表明,導(dǎo)軸承剛度的增加會(huì)導(dǎo)致軸系一階臨界轉(zhuǎn)速的增大,但臨界轉(zhuǎn)速存在極限值;不平衡磁拉力的負(fù)剛度作用會(huì)降低軸系的一階臨界轉(zhuǎn)速。(2)為揭示機(jī)組軸系的不平衡響應(yīng)特性,通過(guò)在軸系各處施加不平衡質(zhì)量的方式,分別研究了軸系重要部位存在不平衡質(zhì)量時(shí)對(duì)整個(gè)軸系振動(dòng)的影響情況。研究結(jié)果表明,在同等情況下,轉(zhuǎn)輪處存在不平衡質(zhì)量時(shí),整個(gè)軸系的位移...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)特性的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 燈泡貫流式機(jī)組軸系振動(dòng)特性的研究現(xiàn)狀
    1.3 燈泡貫流式機(jī)組軸系振動(dòng)特性研究中存在的不足
    1.4 本研究的意義與價(jià)值
    1.5 本論文研究?jī)?nèi)容
第2章 燈泡貫流式機(jī)組軸系動(dòng)力學(xué)分析模型的建立
    2.1 引言
    2.2 計(jì)算理論與方法介紹
    2.3 典型盤(pán)軸單元傳遞矩陣的建立方法簡(jiǎn)介
        2.3.1 結(jié)點(diǎn)質(zhì)量集中
        2.3.2 轉(zhuǎn)子支承的簡(jiǎn)化
        2.3.3 剛性薄圓盤(pán)的點(diǎn)傳遞矩陣
        2.3.4 無(wú)質(zhì)量彈性軸段的場(chǎng)傳遞矩陣
        2.3.5 盤(pán)軸單元的總傳遞矩陣
    2.4 機(jī)組軸系動(dòng)力學(xué)分析模型的建立方法
        2.4.1 軸段的離散化處理方法
        2.4.2 轉(zhuǎn)輪處水體質(zhì)量的等效處理情況
        2.4.3 導(dǎo)軸承模型的建立
        2.4.4 推力軸承模型的建立
    2.5 機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)所受的典型不平衡載荷情況分析
        2.5.1 電機(jī)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)輪處的質(zhì)量偏心產(chǎn)生的不平衡力
        2.5.2 軸系弓狀回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不平衡力
        2.5.3 不平衡磁拉力
        2.5.4 水力不平衡力
    2.6 本章小結(jié)
第3章 機(jī)組軸系臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算及其影響因素分析
    3.1 引言
    3.2 轉(zhuǎn)子質(zhì)量的離散化
        3.2.1 機(jī)組軸系主要參數(shù)
        3.2.2 機(jī)組軸系的離散化處理結(jié)果
    3.3 計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速和模態(tài)振型的Riccati傳遞矩陣法
    3.4 Riccati傳遞矩陣法的奇點(diǎn)消除方法
    3.5 結(jié)果分析及討論
        3.5.1 臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果與分析
        3.5.2 模態(tài)振型結(jié)果分析
        3.5.3 組合軸承徑向剛度對(duì)軸系一階臨界轉(zhuǎn)速的影響
        3.5.4 水導(dǎo)軸承剛度對(duì)軸系一階臨界轉(zhuǎn)速的影響
        3.5.5 不平衡磁拉力負(fù)剛度對(duì)軸系臨界轉(zhuǎn)速的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 燈泡貫流式機(jī)組軸系穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)分析
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算軸系不平衡響應(yīng)的Riccati傳遞矩陣法
    4.3 結(jié)果分析及討論
        4.3.1 額定轉(zhuǎn)速下軸系的位移響應(yīng)
        4.3.2 不同轉(zhuǎn)速下軸系的位移響應(yīng)
        4.3.3 不平衡量值對(duì)軸系位移響應(yīng)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 燈泡貫流式機(jī)組軸系瞬態(tài)響應(yīng)規(guī)律研究
    5.1 引言
    5.2 結(jié)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方程的建立
    5.3 瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算方法推導(dǎo)
        5.3.1 Wilson-θ法的引入
        5.3.2 單元傳遞矩陣的形成
        5.3.3 各結(jié)點(diǎn)初始加速度的確定
        5.3.4 軸系各結(jié)點(diǎn)瞬態(tài)響應(yīng)的求解
    5.4 結(jié)果分析與討論
        5.4.1 軸系有初始位移時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)
        5.4.2 不平衡載荷作用下軸系的瞬態(tài)響應(yīng)
        5.4.3 水流沖擊載荷作用下軸系的瞬態(tài)響應(yīng)
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的科研成果目錄
附錄B 參加科研項(xiàng)目情況



本文編號(hào)：3761660