轴系扭振

摘要： 双馈风电机组轴系模型可等效为风力机质块经柔性轴与发电机质块连接,其轴系柔性较大,阻尼较低,现场存在轴系扭振现象。提出将整机转矩控制嵌入双馈风机两质量块数学模型中,并进行小信号线性化,得到适用于轴系动态特性分析的双馈风电机组机电小信号模型,基于该模型开展扭振机理分析和抑制策略设计。双馈风机轴系扭振本质原因是电磁转矩与发电机转速在扭振频带的相角滞后为90°~270°,等效减小了发电机质块的阻尼甚至使其为负阻尼。通过调整整机转矩控制滞后或增加传动链阻尼,间接实现增加发电机质块阻尼,从而抑制扭振。基于实际双馈风机机械轴系特性搭建模型,对轴系扭振进行时域仿真分析及抑制策略验证,并对现场一台2 MW机组进行抑制效果测试,结果显示:转矩控制调整后轴系振荡被有效抑制。

摘要： 本文从飞轮的基本结构入手,研究了各种发动机飞轮接口尺寸规格,探讨了在设计过程中对飞轮材料的选用及对线速度的要求,论述了飞轮惯量的计算方法和其对轴系扭振的影响,介绍了飞轮静不平衡量的计算方法,提出了发动机飞轮的通用设计方法。

摘要： 针对某款带有双质量飞轮(dual-mass flywheel,DMF)的混合动力汽车增程器轴系,进行了扭振特性多目标多参数优化与鲁棒性分析。首先在系统仿真软件Amesim中搭建了其扭转动力学模型,通过对比仿真与实测的增程器轴系自由端转速波动验证了模型,发现模型能较好地与试验结果吻合。选取轴系各段转动惯量、扭转刚度及阻尼等14个主要设计参数作为待优化参数,并以轴系强度、刚度与低阶固有特性等要求为约束条件,采用第二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA—Ⅱ)对轴系总惯量、典型稳态工况下关键节点角加速度与节点间传递扭矩之和等6个扭振特性指标进行了多目标优化。最后分析了单参数扰动情况下的轴系扭振系统鲁棒性。结果表明:双质量飞轮弹簧疲劳强度及轴系低阶固有特性等达到了约束条件要求,且大部分评价指标有所改善;减振皮带轮与主飞轮角加速度指标鲁棒性较好;在给定扰动条件下,2 阶模态阻尼比有一定概率不满足设计约束,部分设计参数的扰动超出许用范围。

摘要： 随着大规模新能源的发展,风火打捆经高压直流外送是解决风电消纳问题的关键手段.与此同时,风电机群、直流输电与同步发电机组之间的次同步振荡问题日益凸显.针对双馈风电机群、直流输电与同步发电机组的动态交互问题,建立了线性化模型,研究风电机群、直流输电的动态过程对同步发电机组机电暂态过程的影响.基于附加励磁信号注入法,分析直流输送容量固定时双馈风电机群控制参数、运行风速、并网台数等因素对同步发电机组各扭振模式阻尼特性的影响规律,辨识同步发电机组轴系负阻尼扭振机理.基于时域仿真模型,验证了所提方法能够有效揭示双馈风电机群对同步发电机组轴系扭振的影响.

摘要： 针对双同步电机提升系统在实际工况中轴系扭振现象频发问题,对双同步电机系统轴系进行柔性建模和扭振特性分析.首先基于双电机主轴和滚筒的结构,考虑系统的柔性体特征建立柔性有限元模型,并通过有限元分析获取各阶扭振模态,然后施加正弦载荷进行响应分析和扭转角度分析,最后改变柔性参数分析系统轴系扭振特性与柔性的关系.结果表明,有限元柔体建模方案不仅能更精确计算扭振频率,而且更全面地体现系统发生扭振时的动态特性,且与刚性体建模相比,柔性建模系数影响系统轴系低频扭振特性明显.为研究同步电机低频振荡发生的机理提供理论基础.

摘要： 为了研究动态转矩控制策略对于增程器轴系扭振的影响,设计了专用增程器试验台架和测试方案,通过试验验证与理论分析结合的方法,对比分析了增程器系统轴系采用动态转矩控制策略前后的角加速度波动,验证了动态转矩控制策略改善轴系扭振的效果.结果 证明,动态转矩控制策略能够显著降低轴系扭振的幅值,有效降低了增程器总成的振动激励,但对电机发电效率和发热量有负面影响.该技术对简化增程器总成结构、降低成本、提高噪声,振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness;NVH)水平有重大意义.

摘要： 针对核电汽轮发电机组轴系的扭振问题及核电安全性需求,设计并研制应用于核电半速机的轴系扭振在线监测装置.该装置可以在线监测汽轮机组轴系扭振相关的参数,实时分析轴系的扭振状态.故障分析过程中,根据扰动力矩的形式分别采用模态叠加法和逐步积分法,对多个危险截面进行响应分析,在线评价轴系的扭转疲劳安全性.通过对扭振在线监测、分析过程涉及的理论、方法和技术的整合,形成一套扭振监测与分析技术解决方案.阐述该装置的关键技术原理与工程化设计流程,完成从理论框架到工程技术的转化,并在国内核电汽轮发电机组投入使用.

摘要： 研究柴油机轴系扭振多自由度强非线性系统在有界窄带激励下的主参数共振响应和稳定性问题.将参数变换的思想应用到多尺度法中求得在有界窄带随机水激励下系统主参数共振的一次近似解,导出系统的Ito随机微分方程.根据矩法得到系统二阶矩的近似表达式,分析柴油机轴系扭振多自由度强非线性系统主参数共振均方值随各参数的变化规律.结果表明,系统主参数共振稳态解稳定的充分必要条件与系统二阶矩稳定的充分必要条件是一致的;当阻尼值增大时,系统主参数共振振幅的二阶矩减小;当飞轮、螺旋桨间轴段扭转刚度减小时,系统主参数共振的二阶矩增大;当随机扰动强度增大时,相图极限环厚度变厚.

摘要： 大容量风电场逐渐被要求参与电力系统调频,相应的辅助频率控制及风电场对电力系统频率稳定性改善的研究已比较充分,然而,相关研究很少考虑风电场频率控制对机组的影响.本文研究发现频率控制会恶化机组传动轴系扭振,从而限制风电场频率控制的实施.为解决此问题,本文提出基于无功调制的轴系扭振自适应阻尼控制,抑制轴系扭振从而使得风电场能够满足相关并网导则的要求.相比传统基于有功调制的阻尼控制,在达到期望的阻尼特性改善效果时,采用本文提出的方法需要的控制能量更小.此外,本文提出的方法能够有效改善因参数不确定性、工况变化或控制模式变化导致阻尼控制效果变差的问题.仿真验证了提出方法的可行性及有效性.

摘要： 大力发展核电是我国能源政策发展的新方向。当前大容量核电机组的一个发展趋势是多采用半转速汽轮机，以减少低压缸的数量，提高单机的极限功率。我国目前已经投运和在建的1000MW级核电机组，除田湾一期是全速以外，其他均为半转速机组。大容量核电机组对设备安全性有更高的要求,进行轴系扭振考核计算时有必要考虑更全面、更复杂的因素.为克服采用短路力矩方程的局限性,提出一个单机无穷大母线系统,作为轴系扭振考核计算的研究系统.经过推导分析,指出在标幺值形式下,核电半速机组轴系扭振模型与全速机组轴系扭振模型是一致的.对1台1100MW核电半速机组在几种典型扰动下的最大扭应力进行计算和比较,发现120°误同期合闸激发的扭振情况最严重.因此,建议把误同期合闸和机端短路一起作为核电半速机组轴系扭振考核计算的工况.

摘要： 为提高机组效率降低损耗,绥中电厂对一期俄制2*800MW机组汽轮机通流部分进行改造,改造后转子材料、结构、尺寸发生变化,轴系扭振特性随之改变,轴系扭振参数测量分析对于机组扭振保护定值计算及次同步风险评估的准确性至关重要,本文针对改造前后机组的轴系参数测量结果进行详细的对比分析，并提出根据新的机组参数进行详细的次同步振荡评估，模态3在机尾励磁机处的响应较大，进行半频操作或相关试验时应投入扭振保护，改造后模态2和模态5的阻尼有所降低，后续运行应多关注。

摘要： 随着风力机超大型化发展以及海上风电的快速发展,风力机机组轴系扭振对机组安全性影响逐渐突显出来,以此作为背景,评述了风力机轴系扭振研究意义和现状,并介绍了研究方法,包括驱动转矩和电磁转矩计算、轴系模型建立和扭振分析方法.目前大型风力机轴系扭振的研究还不够全面和系统,且均没有考虑风力机复杂非定常空气动力引起的驱动转矩扰动对轴系扭振的影响.因此,今后在研究中需要耦合风轮的非定常气动模型,以探讨非定常空气动力对轴系扭振的影响机理.

摘要： 风火打捆直流送出系统由于电力电子设备与交流电网的交互影响,可能引发系统次同步电气振荡,甚至火电机组轴系扭振.为深入研究这一现象,首先分析了风火打捆直流送出系统次同步振荡的原理.然后基于某实际区域电网参数,在PSCAD软件中建立了含火电、风电、直流的500kV、220kV电网模型,激发出特定条件下因风电场次同步电流谐波引发的火电机组轴系扭振现象.分析了风电场次同步谐波引发火电机组扭振的必要条件,同时仿真分析了线路谐波阻抗、电流振荡频率和方式检修等对次同步谐波传播路径的影响.

摘要： 本文研究双馈风电场参与电力系统调频对电力系统低频振荡的影响并提出相应的混合阻尼控制以消除潜在的弱阻尼振荡风险.弱电网中,调频风电场易引入新的机电振荡并可能恶化系统原有区域间低频振荡.此外,要求风电场参与电力系统调频时,调频控制易恶化风电机组轴系扭振,进而造成轴系损坏或系统失稳.上述振荡模式的振荡频率比较接近,容易发生有害交互.本文通过在风电场有功及无功控制器中引入混合主动阻尼控制策略,同时有效改善多振荡模式的阻尼.仿真结果验证了提出控制策略的有效性.

摘要： 弱电网条件下风电场惯量控制不仅恶化风电机组的轴系扭振,而且实施惯量控制的风电场会参与到电力系统低频振荡当中并引入新的弱阻尼振荡.上述振荡威胁风电机组及电力系统的小干扰稳定性,限制风电场满足风电并网导则的要求.为解决此问题,本文提出基于风机层扭振阻尼控制和风电场层低频振荡阻尼控制的双层阻尼控制体系来增强风电场的阻尼特性.仿真结果表明提出的双层阻尼控制能够在多工况下协同改善多种低频振荡模式,使风电场满足调频要求的同时提高风电场及电力系统的动态稳定水平.

摘要： 本文利用nCode软件搭建汽轮发电机组振动信号分析系统,并应用该系统分析了某电厂600MW汽轮发电机在电网投运可控串联补偿(TCSC)而产生的次同步振荡(SSO)引起机组轴系扭振的问题.

摘要： 本文从抑制电力系统区域间低频振荡以及减少风电机组传动链轴系扭振角度，提出双馈风电场附加阻尼控制策略的研究。首先，建立了考虑传动链柔性的双馈风电机组的暂态模型及其变流器的控制策略。其次，提出了考虑电力系统传输线功率信号的双馈风电机组有功和无功功率环的附加阻尼控制策略。最后，以双馈风电场接入IEEE两区域四机系统为例，针对电网传输线三相短路故障大扰动和区域内同步发电机有功功率小扰动两种情况，分别对不同阻尼信号增益下的有功和无功功率环附加阻尼的稳定控制效果进行仿真比较。仿真结果表明，无附加阻尼控制的双馈风电机组抑制低频振荡效果较差，有功环和无功环附加阻尼稳定控制效果跟增益有关，特别是无功环附加阻尼控制能很好减少风电机组传动链轴系扭振。

摘要： 本发明提供的一种发动机轴系扭振监控方法及发动机轴系扭振监控装置，包括：获取信号盘的转速信号；将所述转速信号转换成轴系扭振信号；判断发动机是否处于瞬态工况；若是，则当所述轴系扭振信号大于等于瞬态工况报警阈值时，进行瞬态工况超限报警；若否，则发动机处于非瞬态工况，当所述轴系扭振信号大于等于第一非瞬态工况报警阈值时，进行非瞬态工况超限报警。本发明中通过将实时获取转速信号转换成轴系扭振信号并根据不同的发动机工况将轴系扭振信号与工况对应的报警阈值进行对比以确定发动机轴系扭振是否因为异常而导致超限，进而在发动机轴系扭振异常时能够进行报警，以使驾驶员发现发动机的轴系扭振异常，保证发动机的正常使用。

摘要： 本发明涉及在大型火力发电厂的多台汽轮发电机组同时激发出机组轴系扭振的试验方法，公开了一种通过GPS对时实现的基于同步扭振激发装置的多台发电机组同步扭振的激发方法，通过同步扭振激发装置对各台发电机组发出与机组模态相同频率的同步扭振激励信号，作用于汽轮发电机组的励磁系统并通过励磁系统在汽轮发电机组中产生可控电气扭矩，进而同时在多台机组上激发轴系扭振，同时检测各发电机组轴系扭振强度，以确定机组轴系安全。该方法能够准确可控地在多台大型汽轮发电机组同步产生轴系扭振，为研究抑制次同步振荡(SSO)和次同步谐振(SSR)的各种措施的有效性和整定提供了试验手段。

摘要： 本发明公开了一种附加盘式减振结构的汽轮发电机组轴系扭振减振方法，该方法是在汽轮发电机组轴系的发电机转子末端增加一个随轴系一起旋转的盘式减振结构；该减振结构包括盘体和设置在所述盘体上的弹簧‑质量系统，并且弹簧‑质量系统的固有频率与轴系扭振的第一阶固有频率接近或相等；所述弹簧‑质量系统由n个沿所述盘体周向均布的弹簧‑质量单元组成，所述弹簧‑质量单元包括两根弹簧和质量块；所述盘体上设有用于安装所述弹簧‑质量单元的安装腔，所述质量块安装在所述安装腔的中部，相对的两端分别通过两根所述弹簧与所述安装腔相对的两侧壁连接。本发明可以为汽轮发电机组的安全可靠运行提供有力保障。

摘要： 本发明提供的一种发动机轴系扭振监控方法及发动机轴系扭振监控装置，包括：获取信号盘的转速信号；将所述转速信号转换成轴系扭振信号；判断发动机是否处于瞬态工况；若是，则当所述轴系扭振信号大于等于瞬态工况报警阈值时，进行瞬态工况超限报警；若否，则发动机处于非瞬态工况，当所述轴系扭振信号大于等于第一非瞬态工况报警阈值时，进行非瞬态工况超限报警。本发明中通过将实时获取转速信号转换成轴系扭振信号并根据不同的发动机工况将轴系扭振信号与工况对应的报警阈值进行对比以确定发动机轴系扭振是否因为异常而导致超限，进而在发动机轴系扭振异常时能够进行报警，以使驾驶员发现发动机的轴系扭振异常，保证发动机的正常使用。

摘要： 本发明涉及在大型火力发电厂的多台汽轮发电机组同时激发出机组轴系扭振的试验方法，公开了一种通过GPS对时实现的基于同步扭振激发装置的多台发电机组同步扭振的激发方法，通过同步扭振激发装置对各台发电机组发出与机组模态相同频率的同步扭振激励信号，作用于汽轮发电机组的励磁系统并通过励磁系统在汽轮发电机组中产生可控电气扭矩，进而同时在多台机组上激发轴系扭振，同时检测各发电机组轴系扭振强度，以确定机组轴系安全。该方法能够准确可控地在多台大型汽轮发电机组同步产生轴系扭振，为研究抑制次同步振荡(SSO)和次同步谐振(SSR)的各种措施的有效性和整定提供了试验手段。

摘要： 本发明公开了一种附加盘式减振结构的汽轮发电机组轴系扭振减振方法，该方法是在汽轮发电机组轴系的发电机转子末端增加一个随轴系一起旋转的盘式减振结构；该减振结构包括盘体和设置在所述盘体上的弹簧‑质量系统，并且弹簧‑质量系统的固有频率与轴系扭振的第一阶固有频率接近或相等；所述弹簧‑质量系统由n个沿所述盘体周向均布的弹簧‑质量单元组成，所述弹簧‑质量单元包括两根弹簧和质量块；所述盘体上设有用于安装所述弹簧‑质量单元的安装腔，所述质量块安装在所述安装腔的中部，相对的两端分别通过两根所述弹簧与所述安装腔相对的两侧壁连接。本发明可以为汽轮发电机组的安全可靠运行提供有力保障。

摘要： 本发明公开了一种船舶推进轴系扭振隔振器，包括壳体、支撑圆板和三角撑块，所述壳体的上下端均设置有半圆弹性件，所述支撑圆板的上下端均设置有缓冲结构，所述三角撑块的一端固定安装有推撑板，所述推撑板的一端设置有一号夹持弧块，所述三角撑块的上下端均设置有缓冲柱，所述一号夹持弧块的右侧方设置有二号夹持弧块。本发明的有益效果，能够减小由主动轴向从动轴传递的扭转振动，同时对由于流体冲击载荷而引起的从动轴对主动轴的纵向冲击进行缓冲，保证了推进轴系的正常运转，防止推进轴系发生疲劳破坏，延长了推进轴系的使用寿命，提高了船舶的安全性能。

摘要： 本发明公开了一种轴系多测点同步扭振高精度监测方法，所述监测方法包括如下步骤：S1：在轴系的待测轴段设置多个测点；S2：在每个所述测点位安装码盘和若干传感器，以通过传感器采集轴系的脉冲数据；并记录每个脉冲数据的到达时刻；S3：将所述脉冲数据转换为同时刻的轴系IAS数据，以获取轴系扭振耦合信号；S4：根据多个所述测点的轴系IAS数据，将扭振信号从轴系扭振耦合信号中分离，以获得纯相对扭角数据。本发明实现了在耦合振动中测量相对扭角数据，排除其他振型的干扰，能够测取高精度的相对扭角，并有效降低其他振型的耦合振动带来的干扰。此方法测量的相对扭角数据在实际工况中具有更好的纯净度和精确度。

摘要： 本发明提供一种往复式压缩机曲轴系统扭振计算方法，包括以下步骤：S1、分析压缩机轴系激励载荷；S2、建立压缩机轴系三维几何模型及轴系集中参数模型，获取轴系结构参数；S3、采用拉格朗日法建立轴系扭振动力学模型；S4、分析轴系无阻尼自由振动，求解轴系固有频率，根据API618标准判断轴系是否共振；S5、分析轴系强迫振动，掌握轴系扭振响应规律。本发明方法考虑压缩过程中存在的泄露、气阀延迟、外界热交换等因素对激励载荷的影响，通过ANSYS、Matlab软件，结合拉格朗日法、龙格库塔法建立轴系扭振动力学模型，求解轴系固有频率，掌握轴系扭振响应规律，提高压缩机建立动力学模型的准确性，为轴系扭振的计算提供一种可靠方法。

摘要： 本申请属于噪声与振动控制技术领域，具体涉及一种轴系扭振吸振器。本实用新型所提供的轴系扭振吸振器包括：弹性联轴器、质量柱、质量块、螺栓和螺栓孔；所述弹性联轴器包括左分体、右分体和弹性块，所述弹性块设置于所述左分体和右分体之间；所述质量柱连接固定于所述右分体的右侧末端。本实用新型提供了一种结构紧凑、拆装方便、工作性能稳定的轴系扭振吸振器，通过灵活选择吸振器各零部件的材料或者改变其安装位置，达到缓冲减振的效果，并在一定范围内降低噪音；同时，所述左分体与所述轴系之间的配合以及所述质量柱与所述右分体之间的配合均保证了一定的过盈量，一定程度上避免了设备组装不当而造成的冲击。