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时间：2018-10-17
《hec 600mw 汽轮发电机定子模态及振动试验研究(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、HEC600MW汽轮发电机定子模态及振动试验研究(1) 摘要：介绍了哈电制造的600MW汽轮发电机定子模态及振动性能试验研究。给出了定子的椭圆固有频率，定子铁心、机座、轴承座的振动幅值及定子机座的隔振系数，可供600MW汽轮发电机运行及大型汽轮发电机组的设计和制造参考。 关键词：汽轮发电机椭圆固有频率振动 0 前言 随着我国电力事业的蓬勃发展，火电机组的单机容量在不断增大，火电建设正逐步过渡到以国产600MW机组为主的新局面［1］。本文介绍哈电制造的HEC600MW汽轮发电机定子模态及振动试验情况，供600MW
2、汽轮发电机运行及大型汽轮发电机组的设计和制造参考。 汽轮发电机在运行过程中，定子将受到转子磁拉力作用，产生两倍系统频率的强迫振动，对于系统频率为50Hz的发电机，这一激振力频率为100Hz，并且沿圆周方向椭圆分布。倘若定子椭圆模态固有频率等于或接近100Hz，机座就可能发生共振，从而产生很大的振动，影响机组的正常运行，甚至发生事故。我们通过试验获得了HEC600MW汽轮发电机定子的试验模态参数，从而考察了定子的动态特性，并对有限元计算方法进行修正。 机组的设计是否合理，最终要通过现场运行来评定。现场振动测量和分析是考核其
3、机械性能的最终标准。我们通过型式试验，模拟了现场实际运行的各种受力工况，并进行试验和分析，以预测电厂运行的振动情况。因为厂内试验振动估算是偏保守的，所以型式试验足以代表电厂运行状况。 HEC600MW汽轮发电机定子铁心与机座之间采用立式弹簧板来隔振，其隔振效果直接关系到机座的寿命和正常运行。立式弹簧板结构不同于常规的卧式弹性定位筋，通过实测确定弹簧板的隔振系数，确保机组的安全运行，同时，为将来更大容量机组的隔振结构的设计和计算提供参考。1 机组主要参数 型号 QFSN-600-2YH 额定容量 66667M
4、VA 额定功率 600MW 最大连续出力 654MW 额定功率因数 额定电压 20kV 额定电流 19245A 额定转速 3000r/min2 研究内容 模态试验 定子模态试验在总装试验平台上进行，与机组在电厂运行状态完全一致，试验的模态参数反映了机组实际运行的动态特性。 铁心、机座、轴承座振动测量 机座、轴承座的振动是国标要求的，也是电厂运行监测参数。我们严格按照国家标准及工厂标准进行机座的振动试验和分析。 弹簧板隔振系数测量 由型式试验定子铁心和机座的振动试验确定弹簧板隔振
5、系数。3 试验方法和原理 定子模态试验［2］ 本次试验采用锤击试验方法，用力锤对定子机座进行缴振，同时测量激振力和加速度响应，用磁带机记录力信号和响应信号，再送入结构动态分析仪对力信号和响应信号进行傅立叶变换，从而获得各点频响函数，对频响函数进行曲线拟和后得到系统的模态参数。 系统运动微分方程 仅讨论粘性阻尼时，位移X对外力F的传递函数关系为 写成矩阵形式 传递函数Hij表示在j点作用一个单位外力，在i点引起的响应。由Hij的表达式可见，不论在机械的哪一点测量，得到
6、的传递函数的分母相同。因为它与激振点无关，只与频率和阻尼比有关。分子则与模态刚度、质量、激振点和响应点的模态值大小有关。所以，用一个传递函数就可以求出固有频率、阻尼比；为了求振动模态，则要求出传递函数矩阵中的一行或者一列。 由式可见，为了得到i,j点之间的传递函数，仅在j点加激振力，测量i点的响应，则可求出Hij。 由振动模态的定义可知，它不是绝对量，而是仅表示各点间的相对关系，且为无因次量。因此，通常按 a)基准点处为1。 b)模态质量为1。 c)振动模态向量长度为。 进行正则化，其值本身是个相对量。如果现在利
7、用a)以基准点为1的正则化，当基准点为l时，对l测量传递函数则可得到｛Hl1Hl2…Hll…Hlm｝。 由式 对于基准点l有φlr=1,则能求得mr。再将mr代入其他的传递函数，依次求得振动模态为｛φ1φ2…1…φm｝r，振动模态求出之后，按照式，各振动模态相乘便能计算出传递函数矩阵的全部分量，即可掌握机械对象的动态特性。 在测量某一行时，将响应点固定在l点上，而将激振点从1移动到m；反之，在测量某一列时，固定激振点，而依次移动响应点，同样地也可求出振动模态。 振动测量［3］ 用加速度、速度或位
8、移传感器拾取所测部位的振动信号，经过前置放大器进入磁带机或数字矢量滤波器，并用动态信号分析仪进行频谱分析。 一般在稳态情况下振动的加速度信号可写为 式中，a为结构振动加速度；ωi为第i次谐波角频率；Ai为第i次谐波幅值；αi第i次谐波相
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