水轮发电机组论文：水轮发电机组 振动分析 刚强度研究

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1、【关键词】水轮发电机组振动分析刚强度研究【英文关键词】HydroelectricgeneratingsetVibrationanalysisStiffnessandstrengthResearch水轮发电机组论文：1000MW水轮发电机组振动分析及刚强度研究【中文摘要】随着我国水力发电事业的蓬勃发展，水力发电机组的装机容量日趋庞大，因此水力发电机的结构尺寸也随之增加，发电机组的刚强度是否满足各种运行工况下的要求，发电机组运行的振动情况是否避开了机组自振频率，从而达到国家规定的标准。这些都成了业内关心和亟待解决的问题。本篇论文基于哈尔滨电机厂的项目需要

2、，希望通过商业有限元软件的强大建模、分析功能来实现对水力发电机组全面的检测。通过建立水轮发电机组定子、定子机座、上机架、转子、转子支架、下机架等有限元模型，利用ANSYS软件对发电机组各部件进行不同工况下的刚强度分析，以得到各部件的应力应变分布状况，并根据哈尔滨电机厂给出的各部件刚强度分析的应力考核标准对各部件进行校核。计算表明，该设计方案从刚强度水平来看能够保证机组正常安全地运行。围绕白鹤滩电站水电机组所进行的各项试验研究为白鹤滩电站水电机组结构设计提供了重要的参考依据。利用建立好的定子和上机架联合有限元模型，采用ANSYS对组件进行结构动力学分析

3、，得到它们的振动情况，看它们是否有共振的情况发生，若组件振动频率有效地避开了机组的激振频率，则组件满足振动要求。另外单独考虑下机架的振动情况，下机架主要受轴向振动影响，通过ANSYS计算其轴向固有频率，观察其是否能避开一定范围内的干扰频率，从而判断其符不符合设计要求。除了单独考虑各部件的振动情况外，本文还对水轮发电机组整机进行了考虑水电机组-地基相互作用对机组动力特性的理论分析研究。这是水电机组研究方面较少涉及的一部分。结构与地基的动力相互作用问题一直是实际工程中的一项重要研究课题。处理方法基本上有两大类：一类是直接有限元法，另一类是子结构法。直接有

4、限元法就是在建立结构有限元计算模型时，将一定尺寸的地基考虑进去或考虑采用边界元模拟地基。子结构法则是将结构体和地基分别视为两个不同的子结构，在求成地基的复频影响系数后，再和结构体耦合求解结构的动力响应。结构体与地基的相互作用相当于在结构体的运动方程中增加了附加刚度矩阵和附加阻尼矩阵。在建立结构的动力计算模型时，考虑结构体与地基相互作用影响，采用直接有限元法。考虑地基的范围尺寸分别取1倍结构高、2倍结构高、3倍结构高和4倍结构高。当考虑地基范围越大，计算出来的结构自振频率越小，但结构自振频率减小的幅度随考虑地基尺寸的增加而趋于平缓。对于考虑地基和不考虑

5、地基计算出来的结构动力特性相差较大。【英文摘要】WiththevigorousdevelopmentofChina’shydropowerconstruction,installedcapacityofhydropowergeneratingunitsincreasegradually,thestructureofhydroelectricgeneratoralsoincreasesinsize.Whetherthestiffnessandstrengthofthegeneratorsetsmeettherequirementsofavarietyo

6、frunningconditions,andwhetherthevibrationofpowergeneratorsetswhilerunningavoidsitsnaturalfrequency,soastoachievethestatestandards.Thesehavebecomeourconcernandproblemstobesolved.ThethesisisbasedontheneedsoftheprojectofHarbinElectricalMachineryPlant,andhopethatthroughthepowerfulm

7、odelingandanalysiscapabilitiesofbusinessfiniteanalysissoftwareachieveacomprehensivetestingofhydrosets.Throughthefiniteelementmodels’establishmentofhydroelectricgeneratorsets’stator,statorframe,upperbracket,rotor,rotorbracketandlowerbracket,analyzingtheirstiffnessandstrengthunde

8、rdifferentrunningconditionsofthevariouscomponentsofthe