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摘要：介绍了哈电制造的600?MW汽轮发电机定子模态及振动性能试验研究。给出了定子的椭圆固有频率，定子铁心、机座、轴承座的振动幅值及定子机座的隔振系数，可供600?MW汽轮发电机运行及大型汽轮发电机组的设计和制造参考。
关键词：汽轮发电机 椭圆固有频率 振动
0 前言
随着我国电力事业的蓬勃发展，火电机组的单机容量在不断增大，火电建设正逐步过渡到以国产600?MW?机组为主的新局面［1］。本文介绍哈电制造的HEC 600?MW汽轮发电 机定子模态及振动试验情况，供600?MW汽轮发电机运行及大型汽轮发电机组的设计和制造参考。
?汽轮发电机在运行过程中，定子将受到转子磁拉力作用，产生两倍系统频率的强迫振动，对于系统频率为50Hz的发电机，这一激振力频率为100?Hz，并且沿圆周方向椭圆分布。倘若定子椭圆模态固有频率等于或接近100?Hz，机座就可能发生共振，从而产生很大的振动，影响机组的正常运行，甚至发生事故。我们通过试验获得了HEC 600?MW汽轮发电机定子的试验模态参数，从而考察了定子的动态特性，并对有限元计算方法进行修正。
机组的设计是否合理，最终要通过现场运行来评定。现场振动测量和分析是考核其机械性能的最终标准。我们通过型式试验，模拟了现场实际运行的各种受力工况，并进行试验和分析，以预测电厂运行的振动情况。因为厂内试验振动估算是偏保守的，所以型式试验足以代表电厂运行状况。
?HEC 600?MW汽轮发电机定子铁心与机座之间采用立式弹簧板来隔振，其隔振效果直接关系到机座的寿命和正常运行。立式弹簧板结构不同于常规的卧式弹性定位筋，通过实测确定弹簧板的隔振系数，确保机组的安全运行，同时，为将来更大容量机组的隔振结构的设计和计算提供参考。
1 机组主要参数
?型号 QFSN-600-2YH
?额定容量 666?67?MVA
?额定功率 600?MW
?最大连续出力 654?MW
?额定功率因数 0.9
?额定电压 20?kV
?额定电流 19245?A
?额定转速 3000?r/min
2 研究内容
2.1 模态试验
?定子模态试验在总装试验平台上进行，与机组在电厂运行状态完全一致，试验的模态参数反映了机组实际运行的动态特性。
2.2 铁心、机座、轴承座振动测量
?机座、轴承座的振动是国标要求的，也是电厂运行监测参数。我们严格按照国家标准及工厂标准进行机座的振动试验和分析。
2.3 弹簧板隔振系数测量
?由型式试验定子铁心和机座的振动试验确定弹簧板隔振系数。
3 试验方法和原理
3.1 定子模态试验［2］?
本次试验采用锤击试验方法，用力锤对定子机座进行缴振，同时测量激振力和加速度响应，用磁带机记录力信号和响应信号，再送入结构动态分析仪对力信号和响应信号进行傅立叶变换，从而获得各点频响函数，对频响函数进行曲线拟和后得到系统的模态参数。
?系统运动微分方程?
(1)
?
仅讨论粘性阻尼时，位移X(f)对外力F(f)的传递函数关系为
? (2)
?写成矩阵形式?
(3)
? ?(4)
?
传递函数Hij表示在j点作用一个单位外力，在i点引起的响应。由Hij的表达式可见，不论在机械的哪一点测量，得到的传递函数的分母相同。因为它与激振点无关，只与频率和阻尼比有关。分子则与模态刚度、质量、激振点和响应点的模态值大小有关。所以，用一个传递函数就可以求出固有频率、阻尼比；为了求振动模态，则要 求出传递函数矩阵中的一行或者一列。
?由式(4)可见，为了得到i,j点之间的传递函数，仅在j点加激振力(单点激振)，测量i点的响应，则可求出Hij。
?由振动模态的定义可知，它不是绝对量(指有单位)，而是仅表示各点间的相对关系，且为无因次量。因此，通常按 ?
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