负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究

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1、学校编码１０３９０分类号Ｕ６６５学号２０１５１１８２４０１６密级硕士学位论文负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究指导教师：俞万能教授作者姓名：郭隆军申请学位级别：硕士学科专业：船舶与海洋工程研究方向：船舶电力推进及其控制论文提交日期：２０１８年４月９日论文答辩日期：２０１８年６月１日学位授予单位：集美大学学位授予日期：２０１８年６月答辩委员会主席：张认成教授硕士学位论文负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究StudyofVibrationInfluenceMechanism

2、withLoadforMarineSynchronousGenerator学科门类：工学作者姓名：郭隆军指导教师：俞万能教授专业名称：船舶与海洋工程研究方向：船舶电力推进及其控制学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2018年6月1日学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研宄工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：初終时间：保护知识产权声明本人完全了解集

3、美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、。、缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表。、传播学位论文的全部或部分内容对哆翏作者：（签名）导师（签名）时间：负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究摘要发电机是船舶所有的电力来源。作为船舶的核心部件，发电机运行时，当外部作用力频率接近发电机结构固有频率时会引起结构共振。振动不仅对船舶整体结构产生影响，严重时还会使发电机内部结构受损，导致全船失电，外部作

4、用力主要来源于发电机内电磁力。基于发电机内部磁场，本文在分析发电机负载的性质与大小对电磁力产生影响的基础上，以船用永磁同步发电机为研究对象，针对稳态时发电机在不同负载下由径向电磁力引起的电磁振动问题进行研究。主要内容如下：首先，分析发电机在纯阻性负载以及感性负载下的电枢反应特性。基于发电机的基本磁势与磁导，采用解析法对发电机内的磁场分布进行理论计算。根据麦克斯韦张量法得到发电机内径向电磁力的解析表达式,并利用达郎贝尔原理对发电机振动响应的解析表达式进行推导，得到发电机内径向电磁力与振动响应的关系。结合发电机在纯阻性负载、感性负载下

5、的电枢反应特性，分析出负载大小与性质变化时发电机内电磁力变化规律。其次，根据发电机的基本尺寸，利用Ansoft软件搭建发电机有限元仿真计算模型，以改变外电路的方式来模拟发电机不同的负载变化。建立模型后分别对发电机内磁场的磁力线、磁密分布进行仿真，根据仿真得到的磁密来计算发电机在不同负载下定子齿所受的径向电磁力。改变发电机的外部负载电路，分别对纯阻性负载以及感性负载下的发电机内电磁力进行仿真分析，验证理论分析的正确性。再者，搭建实验平台，对实验平台的硬件部分与软件部分进行设计并实现了实验平台的基本功能。结合LMSTest.lab振动

6、测试平台，用发电机机脚振动加速度作为振动响应表征，在实验平台上对发电机进行相关振动实验。分别就空载时不同转速对发电机振动响应，纯阻性负载时负载大小对发电机振动响应，感性负载时电流及内功角对发电机振动响应进行实验。最后，对实验数据进行处理，并将实验结果与理论仿真进行对比，实验结果验证了理论分析的可靠性。关键词：发电机；电磁力；负载；振动IStudyofVibrationInfluenceMechanismwithLoadforMarineSynchronousGeneratorAbstractThegeneratoristhesou

7、rceofallthepoweroftheship.Asthecorecomponentofaship,whenthegeneratorisrunningandtheexternalforcefrequencyisclosetothenaturalfrequencyofthegeneratorstructure,itwillcauseresonance.Thevibrationnotonlyaffectstheoverallstructureoftheship,butalsocausetheinternalstructureoft

8、hegeneratortobedamaged,whichandmaycausethewholeshiptolosepowerinseverecases.Theexternalforcemainlycomesfromtheelectromagneti