轴流式水轮发电机组不对中-碰摩耦合故障振动特性分析

来源：振动与冲击杂志2024年第8期北京时间：

作者：张雷克，蔚建辉，王雪妮,，张金剑，马震岳，邓显羽

单位：1.太原理工大学水利科学与工程学院，太原030024；2.河南省黄河流域水资源节约集约利用重点实验室，郑州450046；3.大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116023；4.中水东北勘测设计研究有限公司，长春130021

摘要：针对轴流式水轮发电机组因联轴器偏角不对中引起的碰摩转子-转轮系统振动问题，基于修正的LuGre摩擦模型，本文推导了联轴器不对中故障下转轮叶片碰摩力表达式。在此基础上，搭建了综合考虑不平衡磁拉力等外激励作用下系统动力学模型。采用数值方法研究了不对中角度对系统振动特性的影响，并结合Floquet理论分析了以转速为控制变量的系统周期解稳定性。结果表明：不对中的存在增大了系统发生失稳可能性，显著改变了系统动态特性。此外，不对中角度对转子与转轮振动响应的影响具有较大差异，随着不对中角度的增加，转轮振动变化明显且碰摩程度较为恶劣。本文研究结果可为轴流式水轮发电机组安全运行及稳定性分析提供有益借鉴。

关键词：轴流式水轮发电机组；转子-转轮系统；不对中；碰摩