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水轮发电机组轴系统横纵耦合振动研究

水力发电学报 2010年第6期29卷 149-155页

作者：宋志强陈婧马震岳大连理工大学土木水利学院大连116024 西安理工大学水利水电学院西安710048

本文建立考虑导轴承和推力轴承联合支承作用的水轮发电机组轴系统有限元模型,探讨导轴承动力特性系数随转子横向偏心距、偏位角和推力轴承动特性系数随推力头的轴向扰动以及倾斜参数的非线性变化规律。由此,系统研究了推力轴承动态特性... 详细信息

本文建立考虑导轴承和推力轴承联合支承作用的水轮发电机组轴系统有限元模型,探讨导轴承动力特性系数随转子横向偏心距、偏位角和推力轴承动特性系数随推力头的轴向扰动以及倾斜参数的非线性变化规律。由此,系统研究了推力轴承动态特性对水轮发电机组轴系统振动特性的影响,分析了轴系统横向和纵向动力特性通过推力轴承的耦合关系和相互影响程度。

关键词：振动与波横纵振动耦合有限元法水轮发电机组推力轴承导轴承动特性系数

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水轮发电机组励磁与水门协调控制设计

电工技术学报 2013年第7期28卷 262-268页

作者：汪旎刘辉陈武晖孙欣江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对水轮发电机组的励磁与水门协调控制问题,运用目标全息反馈法,进行非线性控制设计。首先,以微分几何法为例,分析了目前水轮发电机组控制设计中存在的问题,并阐述其存在该问题的根本原因。其次,将水轮机及引水系统的二阶模型,用状态... 详细信息

针对水轮发电机组的励磁与水门协调控制问题,运用目标全息反馈法,进行非线性控制设计。首先,以微分几何法为例,分析了目前水轮发电机组控制设计中存在的问题,并阐述其存在该问题的根本原因。其次,将水轮机及引水系统的二阶模型,用状态空间描述,进行零动态稳定性分析,以便将水轮发电机组控制系统降阶处理。然后,在分析水轮发电机组控制需求的基础上,构建控制目标方程,进行目标全息反馈非线性控制设计,提出水轮发电机组励磁与水门非线性协调控制方案,确保水轮发电机组的电压调节特性和功率调节特性。最后,通过仿真验证所提方案的有效性。

关键词：水轮发电机组励磁与水门控制目标全息反馈非线性控制方法电压调节有功功率调节

水轮发电机组非平稳振动信号的检测与故障诊断

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水利学报 2016年第2期47卷 173-179页

作者：党建何洋洋贾嵘董开松谢永涛西安理工大学陕西西安710048 甘肃省电力科学研究院甘肃兰州730050

针对传统方法难以精确检测水轮发电机组的非平稳振动信号以及现有振动故障诊断方法精度低等问题,本文首先引入排列熵算法对其进行检测与分析,进而引入多维度排列熵算法,以实现对非平稳振动信号的特征提取,构造故障样本数据,并将其作为... 详细信息

针对传统方法难以精确检测水轮发电机组的非平稳振动信号以及现有振动故障诊断方法精度低等问题,本文首先引入排列熵算法对其进行检测与分析,进而引入多维度排列熵算法,以实现对非平稳振动信号的特征提取,构造故障样本数据,并将其作为基于遗传算法的支持向量机诊断模型的输入,从而完成故障的诊断与识别。仿真实例表明,排列熵能够有效检测非平稳振动信号的突变,多维度排列熵与支持向量机相结合的故障诊断方法可有效识别机组的异常情况,具有较高的诊断精度。

关键词：水轮发电机组非平稳多维度排列熵支持向量机故障诊断

水轮发电机组轴系松动-碰摩耦合故障的动态响应

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西南交通大学学报 2011年第1期46卷 121-126页

作者：黄志伟周建中张孝远王常青张勇传华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074

为研究非线性因素引起水轮发电机组轴承松动和转子碰摩故障,考虑定子与基础间的连接刚度和阻尼,建立了轴承松动与转子碰摩耦合故障下,具有6自由度的水轮发电机组轴系动力学模型.通过分岔图、Poincaré映射图和幅值谱图,分析了机组轴系... 详细信息

为研究非线性因素引起水轮发电机组轴承松动和转子碰摩故障,考虑定子与基础间的连接刚度和阻尼,建立了轴承松动与转子碰摩耦合故障下,具有6自由度的水轮发电机组轴系动力学模型.通过分岔图、Poincaré映射图和幅值谱图,分析了机组轴系随转频比和转子质量偏心变化的非线性动态响应.研究表明:机组转子和松动轴承有周期1运动、周期3运动及复杂的拟周期运动;在1/3倍频处存在幅值较大的低频谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子与定子间发生碰摩的区域不断增大,其动力学响应趋于复杂.

关键词：水轮发电机组松动轴承转子碰摩耦合故障动态响应

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水轮发电机组转子动平衡试验

水力发电学报 2012年第2期31卷 235-239页

作者：阎宗国周凌九何军兵彭光杰罗永要张静罗斌王正伟中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 浙江东方集团机电工程有限公司杭州310006 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 小浪底水电厂河南济源454681

水轮发电机组的振动很多是由于转子质量不平衡造成的,开展动平衡试验是水轮发电机组启动试验的一项重要内容。本文首先介绍了动平衡试验的方法和关键技术,并对转子进行了有限元动力特性计算,分析了试重块加在转子不同端面时对平衡效果... 详细信息

水轮发电机组的振动很多是由于转子质量不平衡造成的,开展动平衡试验是水轮发电机组启动试验的一项重要内容。本文首先介绍了动平衡试验的方法和关键技术,并对转子进行了有限元动力特性计算,分析了试重块加在转子不同端面时对平衡效果的影响,提出了相对于不同转速、不同尺寸特征的转子动平衡试验适合的配重方案。然后对土耳其YAVUZ电站2号机组进行了动平衡试验,准确找到了不平衡质量的相位并通过加试重块确定了最终的配重量,有效地改善了机组的振动和摆度过大的问题。

关键词：水轮发电机组动平衡试验振动摆度相位

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水轮发电机组非线性控制器优化研究

中国电机工程学报 2005年第22期25卷 114-119页

作者：宁喜荣李东海姜学智祝宝山清华大学热能工程系北京市海淀区100084

基于一种非线性鲁棒控制理论,针对一类SISO仿射非线性系统,提出一种非线性控制器的优化设计方法;利用遗传算法优化控制器参数,使系统的预期动力学方程按照明确的性能指标进行选取;将针对刚性水锤效应的水轮发电机组设计的非线性控制器... 详细信息

基于一种非线性鲁棒控制理论,针对一类SISO仿射非线性系统,提出一种非线性控制器的优化设计方法;利用遗传算法优化控制器参数,使系统的预期动力学方程按照明确的性能指标进行选取;将针对刚性水锤效应的水轮发电机组设计的非线性控制器应用到弹性水锤模型对象,并与精确反馈线性化(EFL)方法所设计的控制系统相比较。结果表明,该文方法所设计的控制系统能较好适应机组模型结构和参数的变化;在发生三相短路和负荷扰动时能取得满意的动态性能。该方法有利于提高水轮发电机组的适应性和鲁棒性。

关键词：水轮发电机组水锤效应非线性控制遗传算法

水轮发电机组及其操作可视化仿真系统(英文)

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中国电机工程学报 2005年第7期25卷 137-143页

作者：郭江李朝晖陈燚涛华中科技大学水电与数字化工程学院湖北省武汉市430074

为了减少停机时间和维修费用,水电厂正在逐步从计划检修向状态检修过渡,提高人们对设备及其操作的理解是进行正确的诊断分析、制定合理的维修方案的基础。该文采用3D建模技术,将虚拟现实技术应用到水轮发电机组及其操作的可视化仿真中,... 详细信息

为了减少停机时间和维修费用,水电厂正在逐步从计划检修向状态检修过渡,提高人们对设备及其操作的理解是进行正确的诊断分析、制定合理的维修方案的基础。该文采用3D建模技术,将虚拟现实技术应用到水轮发电机组及其操作的可视化仿真中,构建了可视化决策支持系统,通过该系统不仅可以看到机组的运行情况,还可以及时了解设备的报警信息。这大大提高了人们对水轮发电机组及其操作的理解,特别是其运动机制。同时对维护工程师而言,它也是一个非常有价值的培训工具。

关键词：水轮发电机组状态检修故障诊断虚拟现实可视化仿真系统

水轮发电机组主轴系统的建模及其非线性瞬态响应

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清华大学学报（自然科学版） 1998年第6期38卷 123-128页

作者：李苹窦海波王正清华大学工程力学系

讨论了大型水轮发电机组主轴系统的建模问题，建立了一个具有局部非线性的多自由度轴系模型。各个导轴承的油膜作为非线性元件，并考虑回转效应、摆动惯性、剪切效应、发电机的电磁拉力、水的附加惯性等因素以及作用在轴上任意形式的机... 详细信息

讨论了大型水轮发电机组主轴系统的建模问题，建立了一个具有局部非线性的多自由度轴系模型。各个导轴承的油膜作为非线性元件，并考虑回转效应、摆动惯性、剪切效应、发电机的电磁拉力、水的附加惯性等因素以及作用在轴上任意形式的机械、电磁和水动的激励力。瞬态响应的计算综合采用了Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法和Ｎｅｗｍａｒｋ－β数值积分法。推导了求解瞬态响应的公式，编制了通用的计算软件。以湖南凌源五强溪电厂的２４０ＭＷ大型水轮发电机组轴系为实例，给出了计算结果和讨论，为大型水轮发电机组的稳定性研究提供参考和技术支持。

关键词：水轮发电机组转子轴承系统非线性瞬态响应

水轮发电机组支承结构对机组轴系动力特性的影响

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水利学报 2010年第4期40卷 483-487,492页

作者：杨晓明张振国内蒙古工业大学建筑工程学院内蒙古呼和浩特010051

导轴承作为水轮发电机组的支承结构,其动力特性随着机组大轴的摆度和机械动载荷作用方向而发生非线性变化。本文在考虑了刚性导轴承非线性动力特性的基础上,还考虑了厂房机墩的柔性,建立了机组与厂房机墩的耦联振动模型,利用Ansys软件... 详细信息

导轴承作为水轮发电机组的支承结构,其动力特性随着机组大轴的摆度和机械动载荷作用方向而发生非线性变化。本文在考虑了刚性导轴承非线性动力特性的基础上,还考虑了厂房机墩的柔性,建立了机组与厂房机墩的耦联振动模型,利用Ansys软件分析了导轴承动力特性的非线性及厂房机墩的柔性对水轮发电机组动力特性的影响。通过对3种不同机组支承结构模型的瞬态分析以及机组轴系统的动力响应比较,论证了采用耦联振动模型更加符合实际工程情况。

关键词：水轮发电机组导轴承非线性特性耦联振动动力响应