HEC 600MW 汽輪發電機定子模態及振動試驗研究

摘要：介紹了哈電制造之600�BMW汽輪發電機定子模態及振動性能試驗研究。陽光電子學校維修專家分析認為：給出了定子之橢圓固有頻率，定子鐵心、機座、軸承座之振動幅值及定子機座之隔振系數，可供600�BMW汽輪發電機運行及大型汽輪發電機組之設計和制造參考。陽光電子學校維修專家分析認為：

關鍵詞：汽輪發電機 橢圓固有頻率 振動

0　前言

　　隨著我國電力事業之蓬勃發展，火電機組之單機容量在不斷增大，火電建設正逐步過渡到以國產600�BMW�獧C組為主之新局面［1］。陽光電子學校維修專家分析認為：本文介紹哈電制造之HEC 600�BMW汽輪發電 機定子模態及振動試驗情況，供600�BMW汽輪發電機運行及大型汽輪發電機組之設計和制造參考。陽光電子學校維修專家分析認為：
　�テ�輪發電機在運行過程中，定子將受到轉子磁拉力作用，產生兩倍系統頻率之強迫振動，對于系統頻率為50Hz之發電機，這一激振力頻率為100�BHz，并且沿圓周方向橢圓分布。陽光電子學校維修專家分析認為：倘若定子橢圓模態固有頻率等于或接近100�BHz，機座就湖南陽光電子學校維修專家認為：也許發生共振，從而產生很大之振動，影響機組之正常運行，甚至發生事故。陽光電子學校維修專家分析認為：我們通過試驗獲得了HEC 600�BMW汽輪發電機定子之試驗模態參數，從而考察了定子之動態特性，并對有限元計算方法進行修正。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　機組之設計是否合理， 終要通過現場運行來評定。陽光電子學校維修專家分析認為：現場振動測量和分析是考核其機械性能之 終標準。陽光電子學校維修專家分析認為：我們通過型式試驗，模擬了現場實際運行之各種受力工況，并進行試驗和分析，以預測電廠運行之振動情況。陽光電子學校維修專家分析認為：因為廠內試驗振動估算是偏保守之，所以型式試驗足以代表電廠運行狀況。陽光電子學校維修專家分析認為：
　��HEC 600�BMW汽輪發電機定子鐵心與機座之間采用立式彈簧板來隔振，其隔振效果直接關系到機座之壽命和正常運行。陽光電子學校維修專家分析認為：立式彈簧板結構不同于常規之臥式彈性定位筋，通過實測確定彈簧板之隔振系數，確保機組之安全運行，同時，為將來更大容量機組之隔振結構之設計和計算提供參考。陽光電子學校維修專家分析認為：

1　機組主要參數

　　�バ吞枴　　　　　　�QFSN-600-2YH
　　�ヮ~定容量　　　　　666��67�BMVA
　　�ヮ~定功率　　　　　600�BMW
　　�� 大連續出力　　　654�BMW
　　�ヮ~定功率因數　　　0.9
　　�ヮ~定電壓　　　　　20�BkV
　　�ヮ~定電流　　　　　19245�BA
　　�ヮ~定轉速　　　　　3000�Br/min

2　研究內容

2.1　模態試驗
　�ザㄗ幽�態試驗在總裝試驗平臺上進行，與機組在電廠運行狀態完全一致，試驗之模態參數反映了機組實際運行之動態特性。陽光電子學校維修專家分析認為：
2.2　鐵心、機座、軸承座振動測量
　��機座、軸承座之振動是國標要求之，也是電廠運行監測參數。陽光電子學校維修專家分析認為：我們嚴格按照國家標準及工廠標準進行機座之振動試驗和分析。陽光電子學校維修專家分析認為：
2.3　彈簧板隔振系數測量
　�ビ尚褪皆囼灦ㄗ予F心和機座之振動試驗確定彈簧板隔振系數。陽光電子學校維修專家分析認為：

3　試驗方法和原理

3.1　定子模態試驗［2］��
　　本次試驗采用錘擊試驗方法，用力錘對定子機座進行繳振，同時測量激振力和加速度響應，用磁帶機記錄力信號和響應信號，再送入結構動態分析儀對力信號和響應信號進行傅立葉變換，從而獲得各點頻響函數，對頻響函數進行曲線擬和后得到系統之模態參數。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　�ハ到y運動微分方程��
　　　　　　(1)
　　��
　　僅討論粘性阻尼時，位移X(f)對外力F(f)之傳遞函數關系為
　　��　　(2)
　　��寫成矩陣形式��
　　　　　　(3)
　　��　　��(4)
　　��
　　傳遞函數Hij表示在j點作用一個單位外力，在i點引起之響應。陽光電子學校維修專家分析認為：由Hij之表達式可見，不論在機械之哪一點測量，得到之傳遞函數之分母相同。陽光電子學校維修專家分析認為：因為它與激振點無關，只與頻率和阻尼比有關。陽光電子學校維修專家分析認為：分子則與模態剛度、質量、激振點和響應點之模態值大小有關。陽光電子學校維修專家分析認為：所以，用一個傳遞函數就可以求出固有頻率、阻尼比；為了求振動模態，則要 求出傳遞函數矩陣中之一行或者一列。陽光電子學校維修專家分析認為：
　�ビ墒�(4)可見，為了得到i,j點之間之傳遞函數，僅在j點加激振力(單點激振)，測量i點之響應，則可求出Hij。陽光電子學校維修專家分析認為：
　�ビ烧駝幽�態之定義可知，它不是絕對量(指有單位)，而是僅表示各點間之相對關系，且為無因次量。陽光電子學校維修專家分析認為：因此，通常按　　��
　　a) 基準點處(傳遞函數矩陣中之某一對角分量)為1。陽光電子學校維修專家分析認為：
　��b) 模態質量為1。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　c) 振動模態向量長度為。陽光電子學校維修專家分析認為：
　　進行正則化，其值本身是個相對量。陽光電子學校維修專家分析認為：如果現在利用a)以基準點為1之正則化，當基準點為l時，對l測量傳遞函數則可得到｛Hl1Hl2…Hll…Hlm｝ 。陽光電子學校維修專家分析認為：
　�ビ墒�(4)　��
　　��
　　��
　　��　　��
　　
　　對于基準點l有φlr=1,則能求得mr。陽光電子學校維修專家分析認為：再將mr代入其他之傳遞函數，依次求得振動模態為｛φ1φ2…1…φm｝r，振動模態求出之后，按照式(3)，各振動模態相乘便能計算出傳遞函數矩陣之全部分量，即可掌握機械對象之動
態特性。陽光電子學校維修專家分析認為：
　�ピ跍y量某一行時，將響應點固定在l點上，而將激振點從1移動到m；反之，在測量某一列時，固定激振點，而依次移動響應點，同樣地也可求出振動模態。陽光電子學校維修專家分析認為：
3.2　振動測量［3］
　　用加速度

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