大型汽輪發(fā)電機定子繞組端部振動分析

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1、浙江大學(xué)航空航天學(xué)院碩士學(xué)位論文大型汽輪發(fā)電機定子繞組端部振動分析姓名：陳偉梁申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：固體力學(xué)指導(dǎo)教師：徐博侯20081001浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在正常工作狀態(tài)下，大型汽輪發(fā)電機定子繞組端部會受到電磁力的作用，其中對端部繞組起主要作用的是二倍工頻(即100Hz)的電磁力。如果汽輪發(fā)電機定子繞組端部等構(gòu)件的固有頻率與這個電磁力的頻率相同或者接近時，就會產(chǎn)生共振或較大幅度的振動，影響汽輪發(fā)電機的正常運行，甚至造成重大事故。目前，汽輪發(fā)電機廠設(shè)計和維護人員用實驗法來測試定子繞組端部的振動特性，但此法只能對生產(chǎn)后的成品進行檢測，不能在產(chǎn)品生產(chǎn)前提供相關(guān)的特性。后來提出的

2、錐殼一梁等效模型，經(jīng)過復(fù)雜的動態(tài)設(shè)計優(yōu)化，雖然可以從整體進行相關(guān)的等效，然而由于簡化的細(xì)節(jié)過多，不能得出一些關(guān)鍵部位的受力分析情況?；谏鲜龇椒ǖ木窒扌?，本文的方法則從實際定子繞組三維模型入手，簡化一些不太影響結(jié)果的細(xì)節(jié)，根據(jù)等效的原則，獲得簡化的有限元模型；利用結(jié)構(gòu)的循環(huán)對稱特性和矩陣的攝動方法，推導(dǎo)出多重循環(huán)結(jié)構(gòu)的攝動法。根據(jù)現(xiàn)有的影響循環(huán)對稱特性的非循環(huán)部件或者約束，選取適當(dāng)?shù)牟襟E，對循環(huán)結(jié)構(gòu)逐步攝動求解，就可以在這一過程中判斷模態(tài)的走向，識別并確定最后所得的感興趣的模態(tài)，將分析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)對比，設(shè)定可調(diào)節(jié)參數(shù)的合理值。以此為基礎(chǔ)，進一步分析定子繞組端部在單相、雙相以及三相

3、短路時，受電磁力作用下各部件結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)，還可以根據(jù)需要分析某些部件約束處受力情況。如果相關(guān)部件有受力標(biāo)準(zhǔn)，對比標(biāo)準(zhǔn)，可以進一步改進定子繞組端部結(jié)果，這對汽輪發(fā)電機設(shè)計和維護有積極的參考作用。關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機；定子繞組；循環(huán)對稱；攝動法；Il浙江大學(xué)碩上學(xué)位論文AbstractLargeturbo—generator’Sstatorwindingendwillundergoelectromagneticforceinthenormalworkingstatus，amongthemthedominatedforceiscorrespondtodoublebasefrequency

4、(100Hz)．Ifthenaturalfrequencyofthestatorwindingendisthesameasornearthatofdominatedelectromagneticforce，thenthestatorwindingendwillresultinresonanceorlargeamplitudevibrationandthiswillaffectthenormaloperationofLargeturbo-generator,evenresultinworseaccident．Asfornow,peopleareusingtestinstrumentt

5、otestvibrationperformanceofstatorwindingends，butthiskindofmethodcallonlyknowthevibrationperformanceaftertheproductionofstatorwindingends．Lateron，anothermethodcalledshell-beamequivalentmodelissuggested，butwecan’tgetenoughresultsaswelikebecauseitsequivalentisglobal．Forthesereasons，thisarticlemak

6、esuseof3Dmodelofstatorwindingends，simplifiesunnecessarydetailsandfinallycreatesthecorresponding2Dfinitemodal；comparethemodelresultwitIlthetestdata,wethenCangettheproperparametersforthemodel；basedonmodelanditsparameters，wecangetstatorwinding’Sdynamicresponseunderelectromagneticforceorevencertai

7、nplace’Sloadconditions．Ifweknowthecriteriaofloadconditions，wethencanful'therimprovetheresultandmakeitmoreaccurate．Itwillbesurelyagreatreferencetothedesignandmaintenanceofturbo—generator．Keywords：turbo—generator；statorwinding；cyclicsymme