2012年9月（下）
工业技术科技创新与应用汽轮发电机组振动的主要影响因素
宋宏超
（哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150040）
电机厂的正常运行，为我国的经济建设带来了巨大的经济效益，那么在生产运转的过程中，安全问题是首要问题，安全问题不仅对相关的操作人员有所危害，而且严重的影响了生产的效率。要知道，电机厂每时每刻的工作效率都会对企业的经济效益产生影响，所以一定要重视生产过程中的安全质量问题。那么汽轮发电机组的振动将直接影响到机组的正常运行，关系着是否能够安全生产，所以要对汽轮发电机组的振动给予足够的重视。能够引起其振动的主要因素可能有是制造、安装或者是检修几方面，本人将结合在工作中的实际经验，对这几方面的因素进行阐述，仅供参考。
1设计制造方面
汽轮发电机是一项精密的仪器设备，在转速方面非常的高，称之为高速旋转机械。工作原理是，发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成，定子由定子铁芯、线包线组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子、转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。汽轮发电机与汽轮机配套的发电机，为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分或3600转/分。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风磨耗，转子直径一般做的比较小，长度比较大，即采用细长的转子。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近与电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。
2安装和检修方面
发电机组在进行安装的时候一定要安排专业的技术人员，因为对于机组的安装有着严格的要求，安装的不合格将会导致机组有振动的现象产生。对于机组的检修，也要给予足够的重视，加强日常的维护和保养，使机器在不工作的状态下也可以得到养护，在对机器进行检修的时候也可以发现机器出现的问题，看其是否有振动的迹象产生，如果有的话，及时的进行维修，为安全生产奠定良好的基础。下面从对机器的安装和检修方面对机组产生振动的现象做出说明。
2．1轴承标高
不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。因此在机组大修或者安装期间，应该根据制造厂家的建议，再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的，由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。
2．2机组中心
机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大，则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。
2．3动静间隙
汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时，汽轮机内效率会降低；当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏，从而影响机组的效率和真空；当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。但是，它们之间的间隙又不能过小，否则将引起动静碰磨，进一步会使机组的振动变化，以至于机组的振动超标。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是非常重要的。
3运行方面
3．1机组膨胀
前面已经讲述机组滑销系统对机组振动的影响情况，而机组的膨胀是受其滑销系统制约的。当滑销系统本身不存在问题时，如果运行人员操作不当，机组也会出现膨胀不畅的问题。
3．2润滑油温
油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围内，过高过低都对油膜的形成不利。
3．3轴封温度
每一轴封的温度都不一样，在运行规程所允许的范围内调整轴封温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封温度对机组振动的影响主要表现为温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响。
3．4机组真空和排汽缸温度
机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的，其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说，排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上，所以会对机组的振动产生影响。
4结束语
综上所述，汽轮发电机组的振动对于企业的安全运行有着很大的影响，对于企业的经济效益会有相关的联系，所以一定要对汽轮发电机组的振动引起足够的重视，保证工作的正常运行。对于汽轮发电机组的选购一定是要在国际上比较有影响力的企业当中选择，因为这样才能质量上有一个前提保障。其次在设备进厂后要进行第一次的质量检验，看其外部的结构是否符合标准，有无划伤，磕碰等可见的质量问题，如果是不影响生产的可以进行投入使用，然后对内部的构件进行可见性的检查。如果合格那么要在相关的技术人员指导下进行安装，因为这种设备对于安装有着比较严格的要求标准，在选址上，周围的设备上都要进行一定的检查。安装过后还不能够正式的进入运行，要进行前期的调试阶段，因为刚开始运行的设备，在稳定性还不是很好，所以要经过一定时间的磨合，将设备内部的各部件之间协调好，在这期间可以发现机器是否有振动等质量问题的出现。最后就是后期的维护与检修，要对机器进行定期的维护检查和清除，保证机器可以正常的运行。为企业的正常运转提供了保障，也为国家的经济建设提供了基础。
摘要：市场经济的发展，加快了我国工业化的进程，电机厂主要是生产大、中型发电设备、大中型交直流电机及配套控制设备，为我国的电力设备行业提供了巨大的动力，使我国的国民生产得到了进一步的提升。电机厂的正常运转可以为我国的电力设备提供很大的经济效益，那么在这个生产过程中，汽轮发电机组是其中的一个环节。汽轮发电机组如果出现了质量问题，有振动的现象产生，那么将会对生产造成一定的影响。可以引起汽轮发电机组振动的因素很多，主要的因素可能是在制造的过程中出现问题，或者是对设备进行安装时出现的问题，后期的维护如果不到位的话也会发生振动，本文以下将从这几个方面进行阐述。
关键词：汽轮发电机组；振动；影响因素
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水轮发电机组振动标准的探讨 一、概述 水轮发电机组的振动由于其所具有机组在制造厂不能进行运行试验、各机组构造和支承条件各异的特点，设计单位和制造厂所编制的振动预测往往和机组的振动状态有着较大程度的差异。多年来国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）也曾组织制定过相关规程，有关国家先后提出过若干提案，但至今都未形成正式的国际标准。 1. 目前，在国内外广泛使用于水轮发电机组的振动判断标准如表1。 表1
二、国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）汇集各国、各知名标准化协会提案提炼的相关标准铸就了水轮发电机组振动测量、评判标准系列的基石 1.ISO 10816-5（2000）《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5部分：水力发电厂和泵站机组》是目前最具权威性的轴承座振动评定标准之一（目前，ISO 10816已替代了ISO 2372 和ISO 3945）。 GB/T 6075.5-2002《在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5部分：水力发电厂和泵站机组》实际上相当于ISO 10816-5（2000）的中译本，因此，完全可以GB/T 6075.5-2002替代国际标准化组织的相关标准ISO 10816-5（2000）。 相关的主要内容是： 1）对轴承座绝对振动的测量，通常用惯性传感器测量振动速度V rms，单位为mm/s(对于300～1800r/min的中高速机组而言，低于300r/min机组建议测量振动位移S P-P，单位为μm)。在支架振动响应可以忽略的情况下，也可将位移传感器固定在刚性支架上，直接测量振动位移S P-P。 2）上下导轴承座均支撑于基础上的立式机组，水轮机工况的推荐值参见表3、图1。 表3 的推荐值参见表4、图2。
第四节汽轮发电机 汽轮发电机是同步发电机的一种，它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转，利用电磁感应原理把机械能转换成电能的设备。 汽轮发电机包括发电机本体、励磁系统及其冷却系统等。 一、汽轮发电机的工作原理 按照电磁感应定律，导线切割磁力线感应出电动势，这是发电机的基本工作原理。汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时，发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电流后，便建立一个磁场，这个磁场称主磁极，它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。 根据电磁感应定律，发电机磁极旋转一周，主磁极的磁力线北装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组（导线）依次切割，在定子绕组内感应的电动势正好变化一次，亦即感应电动势每秒钟变化的次数，恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。 汽轮发电机转子具有一对磁极（即1个N极、一个S极），转子旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势交变P次）。当汽轮机以每分钟3000转旋转时，发电机转子每秒钟要旋转50周，磁极也要变化50次，那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次，这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端（即中性点）连在一起。绕组的首端引出线与用电设备连接，就会有电流流过，这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。 二、汽轮发电机的结构 火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。 发电机最基本的组成部件是定子和转子。 为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度，在这些部位埋置了多只测温元件，通过导线连接到温度巡检装置，在运行中进行监控，并通过微机进行显示和打印。
旋转机械振动的基本特性 概述 绝大多数机械都有旋转件，所谓旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。 旋转机械种类繁多，有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等组成，转速从每分钟几十到几万、几十万转。 故障是指机器的功能失效，即其动态性能劣化，不符合技术要求。例如，机器运行失稳，产生异常振动和噪声，工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。机器发生故障的原因不同，所反映出的信息也不一样，根据这些特有的信息，可以对故障进行诊断。但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，一般都是多种因素共同作用的结果，所以对设备进行故障诊断时，必须进行全面的综合分析研究。 由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误，使得机器在运行过程中会引起振动，其振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。 从仿生学的角度来看，诊断设备的故障类似于确定人的病因：医生需要向患者询问病情、病史、切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。同样，对旋转机械的故障诊断，也应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理提取机器特有的故障症兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，做出符合实际的诊断结论，提出治理措施。 根据故障原因和造成故障原因的不同阶段，可以将旋转机械的故障原因分为几个方面，见表1。 表1 旋转机械故障原因分类
水轮发电机组振动危害性分析及预防 水轮发电机组在运行中产生振动现象是不可避免的，这是由多种因素引发机组振荡的综合效应。在设备运行生产管理工作中，应注意加强对机组振动现象及其危害性的分析与预防。 1 水轮发电机组振动类型 1.1 机械类振动。由于机械部分的平衡力引起的振动称为机械类振动。例如，转动部分重量不平衡、轴线偏差、摆动过大等。其主要特点是振动频率与机组转速一致，有时振幅与转速成正比。 1.2 电气类振动。由于电气方面的原因造成发电机磁场不平衡而引起的振动称为电气振动。例如，发电机在三相电流不对称情况下运行磁场不均匀，发电机短路故障等。其主要特点是振幅与励磁电流大小成正比。 1.3 水施类振动。由于某些原因引起水轮机蜗壳内受力不平衡而造成的振动称为水施类振动。例如，尾水涡带、叶片水卡门涡列、转轮圆圈边间隙不均匀、转轮气蚀等。其特点是振幅与导叶开度有关，往往开度愈大，振幅愈大。 2 水轮机组振动所带来的危害 2.1 引起机组零部件金属和焊缝间疲劳破坏区的形成和扩大，从而使之产生裂纹，甚至断裂损坏而报废。 2.2 使机组部分紧固部件松动，不仅会导致这些紧固件本身的断裂，而且加剧被其连接部分的振动，促使它们加速损坏。 2.3 加速机组转动部分相互磨损程度。如大轴剧烈摆动可使轴与轴瓦
的温度升高，使轴瓦烧毁；发电机转子振动过大增加滑环电刷磨损程度，并使温度升高，使轴瓦烧毁；发电机转子振动过大增加滑环电刷磨损程度，并使电刷火花不断增大。 2.4 尾水管中形成的涡流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝，严重时可使整体尾水设施遭到破坏。 2.5 水轮机组共振引起的后果更加严重。如机组设备与厂房的共振，可使整个设备和厂房遭到不同程度的损坏。 3 引起振动的原因及预防措施 3.1 机械方面的因素有：①由于主轴的弯曲或挠曲、推力轴承调整不良、轴承间隙过大、主轴法兰连接不紧和机组几何线中心点不准引起空载低速时的振动；②因转轮等旋转件与静止件相碰而引起的振动； ③转动部分重量不平衡引起的振动，且随转速上升振动增大而与负荷无关，这是常见的，特别是焊补转轮或更换浆叶后更容易发生。 对机械原因引起的振动应采取的措施：通过动平衡、调整轴线或调整轴瓦间隙等来提高相对同心度和精密度。 3.2 水施方面的因素有：①尾水管中水流涡带所引起的压力脉动诱发的水轮机振动，严重的还引起厂房共振；②卡门涡列引起的振动，当水流流经非流线型障碍物时，在其后面尾流中分裂一系列变态旋涡，即所谓卡门涡列，这种涡列交替地作顺时针或反时针方向旋转，在其不断旋转与消失过程中，会在垂直于主流方向发生交变力导致的叶片振动，严重时会发出响声，甚至使叶片根部振裂；③转轮止漏间隙不均匀引起的振动，间隙大处其流速较小而压力较大，其振频与止漏环
汽轮机振动大的原因分析及其解决方法 摘要：为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。文章就汽轮机异常振动的原因进行了分析与故障的排除，在振动监测方面应做的工作进行了简要的论述。 关键词：汽轮机；异常振动；故障排除；振动监测；汽流激振现象 对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。 而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析 汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。 二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除 引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。 （一）汽流激振现象与故障排除 汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50T/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。 （二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除 转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是
汽轮发电机组的振动 第一节概述 汽轮发电机组在运行中总会存在一定程度的振动，关键在于应使机组振动值维持在允许范围内。机组振动是评价机组运行可靠性的重要依据之一，机组振动异常是运行中的常见故障。强烈振动表明机组内存在缺陷，如在此情况下不采取措施而继续运行，由于振动力的作用，会使机组各连接部位松动，削弱了连接刚性，振动将随之进一步加剧。振动过大会使机组动静部分及松动部位互相摩擦、轴承合金破坏、转子大轴疲劳甚至出现裂纹、叶片断裂、危急保安器误动作。为此，汽轮机组振动过大，应正确分析振动产生原因、振动性质，判断造成振动过大的部位，并采取相应措施，使振动减小到允许范围。汽轮机检修工作应掌握产生振动的规律及与振动联系密切的设备，提高检修质量，防止出现异常振动。 机组产生振动异常原因是多方面的，情况复杂，它涉及到机组制造、安装、检修和运行各个方面，所以无论是检修人员、还是运行人员均应具备这方面的基本知识。 机组振动过大，将引起设备损坏，甚至造成严重后果。振动过大的危害性主要表现在以下几个方面。 1 ．直接造成机组停机事故 当机组振动过大，尤其在高压端振动过大，有可能引起危急保安器遮断油门动作而停机。 2 ．机组振动造成动静部分摩擦
机组强烈振动会使轴封、隔板汽封产生磨损，间隙增加，使机组运行经济性下降、轴向推力上升甚至造成推力瓦块损坏。如果磨损严重还会造成转子弯曲，当热应力超过屈服极限，将使转子产生永久性弯曲。如果振动发生在发电机侧，会加速滑环与碳刷的磨损，线圈电气绝缘磨损而造成电气事故，最后导致机组火灾，这种事故在电厂时有发生。 3 ．振动导致机组零部件损坏 振动过大动应力增加，会使叶片、围带等转动零件损坏，叶片、围带断裂又引起更大的质量不平衡振动。振动过大也会损坏轴承合金。 4 ．振动使各连接件松动 机组振动过大时，将使轴承上的连接件、主油泵、凝汽器及发电机冷却管、法兰连接螺栓振松或损坏，甚至造成基础裂纹。 第二节振动标准 机组振动是客观存在的，振动过大会造成极大危害，所以运行中的机组振动值必须保持在一定范围内，这个范围就是振动的标准，我国电力部颁布了汽轮发电机组振动的振幅值标准，见表4－l 。 表4－1 汽轮发电机组振动标准（水电部1980年颁发） 机组的振动状况，应在额定转速下，通过测量任何运行工况时轴承座的振动峰值来评定，并以轴承座的垂直（⊥）、水平（一）、轴向（☉）
水轮发电机组振动分析 水轮发动机组振动有诸多原因以及危害。由于破坏了转轮结构和固定导叶，这种振动现象会威胁水电站运行的安全性和稳定性，降低水电站的经济效益。文章阐述了水轮发电机组原理、原因以及危害等问题，为了提高机组安全稳定运行延长机组使用寿命，我们要减少水轮发电机组振动这种现象。 标签：水轮发电机组振动；原理；振动；危害 1 概述 随着社会的发展，水利工程对人们的生活至关重要，我们应该采取有效措施保障水利工程项目内部机电设备的正常运行。为了提高水轮发电机组的稳定性，对水轮发电机组振动进行分析与研究。 2 水轮发电机组振动原理 在机组运转的状态下，在水轮机作为其原动力的前提下，水能的作用能够直接有效激发水轮发电机组振动，还能够间接维持机组振动。流体、机械、电磁三者是相互影响相互作用的，由于气隙在不对称的状态下，由于发电机定子与转子之间的磁拉力不平衡的情况，当流体激起机组转动部分振动时会造成机组转动部分的振動，而发电机的磁场和水轮机的水流流场也会受到转动部分的运动状态的影响。 3 关于水轮发电机组振动的原因 3.1 机械原因 （1）机组轴线不同心。因为轴心线受到水轮机轴与发电机轴不同心的现象导致不正，因此出现振动，造成机械故障。它的主要振动特征1倍频和2倍频为径向振动的主要频率；2倍频分量与轴系不对中成正比，2倍频分量比例越大，轴系不对中越的现象越显著，一般会超过1倍频分量。 （2）不平衡的转子质量。水轮发电机组转子质量不平衡是是旋转机械最常见的故障，也是导致机组振动的常见原因之一。其转子质量不平衡振动现象表现有三点：随着转速增加振动频率也随之增加；以圆或椭圆为轴心轨迹；以转频为主要振动频率。 （3）轴承缺陷。引起发生干摩擦的原因：导轴间隙过大、松动、润滑不好，或轴承与固定止漏环轴线不正等，这些因素都会使机组横向振动。为了解决机械原因引起的振动等问题不影响精密度和相对同心度的降低，需要利用动平衡来调节轴瓦间隙和轴线等。
I C S27.180 F11 中华人民共和国国家标准 G B/T35854 2018 风力发电机组及其组件机械振动 测量与评估 M e c h a n i c a l v i b r a t i o nm e a s u r e m e n t a n d e v a l u a t i o n f o r t h ew i n d t u r b i n e s a n d t h e i r c o m p o n e n t s [I S O10816-21:2015,M e c h a n i c a l v i b r a t i o n E v a l u a t i o no fm a c h i n e v i b r a t i o n b y m e a s u r e m e n t s o nn o n-r o t a t i n gp a r t s P a r t21:H o r i z o n t a l a x i sw i n d t u r b i n e sw i t h g e a r b o x,MO D] 2018-02-06发布2018-09-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
目 次 前言Ⅲ 引言Ⅳ 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 测量2 5 设备3 6 振动评估3 7 评估标准5 8 运行中的振动限值6 9 振动监测的建议7 附录A (资料性附录) 本标准与I S O10816-21:2015相比的结构变化情况8 附录B (资料性附录) 本标准与I S O10816-21:2015的技术性差异及其原因10 附录C (资料性附录) 测量位置11 参考文献13
第一章给水泵汽轮机结构及其原理 一、给水泵汽轮机热力系统的工作原理 给水泵汽轮机蒸汽由高压汽源或低压汽源供汽，高压汽源来自主汽轮机的高压缸排汽（即再热冷段的蒸汽），低压汽源来自主机第四段抽汽。蒸汽做功后排入主机凝汽器。给水泵汽轮机与给水泵通过齿形联轴器连接，驱动给水泵向锅炉供水。 二、给水泵汽轮机的常规设计 驱动给水泵的汽轮机本体结构、组成部件与主汽轮机的基本相同，主汽阀、调节阀、汽缸、喷嘴室、隔板、转子、支持轴承、推力轴承、轴封装置等样样俱全。 给水泵汽轮机的工作任务是驱动给水泵，必须满足锅炉所需的供水要求。因此，该汽轮机的运行方式与主汽轮机的大不相同。这些不同的特性集中体现在该汽轮机自身的润滑油系统、压力油系统和调节系统上。 三、岱海电厂的设备配置及选型 我公司给水泵汽轮机为杭州汽轮机厂生产的双汽源、外切换、单缸、反动式、下排汽凝汽式汽轮机。给水泵汽轮机正常运行汽源来自主汽轮机第四段抽汽，备用汽源来自再热冷段蒸汽，无论是正常运行汽源还是备用汽源，均由电液转换器来的二次油压控制进汽量。进汽速关阀与汽缸法兰连接，紧急情况下速管阀在尽可能短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。工作蒸汽经速关阀进入蒸汽室，蒸汽室内装有提板式调节汽阀，油动机通过杠杆机构操纵提板（阀梁）决定调节汽阀开度，控制蒸汽流量，蒸汽通过喷嘴导入调节级。备用蒸汽由管道调节阀控制，管道调节阀法兰连接在速关阀上，备用蒸汽经管道调节阀调节后相继通过速关阀，调节汽阀，然后进入喷嘴作功，这时的调节汽阀全开，不起调节作用。给水泵汽轮机的轴封蒸汽来自主机轴封系统；排汽通入主机凝汽器。保护系统配备机械式危急保安装置，用于超速保护和轴位移保护。两台给水泵汽轮机并联运行，可驱动每台锅炉给水泵50%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵与一台30%BMCR容量的电动泵组并联运行，可供给锅炉100%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵作单泵运行时，可供给锅炉60% BMCR的给水量。
试论述引起水轮发电机组振动的原因、振动机理及相应振动故障的处理措施 水轮发电机组的振动与一般动力机械振动有一定差异，机组振动的现象是比较明显的，但振源往往是隐蔽的，除了机器本身转动或固定部分引起的振动外，还需考虑发电机电磁力以及作用于水轮机过流部分的流动压力对系统及其部件振动的影响。引起水轮发电机组振动的原因多种多样，往往是几种振源同时存在，通常认为使机组产生振动的干扰力源主要来自水力、机械和电气三个方面，三者相互影响、相互作用，常常交织在一起，形成耦合振动。 水轮发电机组的一般振动不会危害机组，但当机组振动超过允许值，尤其是长期振动及发生共振时，对供电质量、机组使用寿命、附属设备及仪器是性能、机组基础和周围的建筑物，甚至对整个水电站的安全经济运行等，都会带来严重的危害。 其危害性大致有以下几类： 1)引起机组零部件金属和焊缝间疲劳破坏区的形成和扩大，从而使之产生裂纹，甚至 断裂损坏而报废。 2)使机组部分紧固部件松动，不仅会导致这些紧固件本身的断裂，而且加剧被其连接 部分的振动，促使它们加速损坏。 3)加速机组转动部分相互磨损程度。如大轴剧烈摆动，可使轴与轴瓦的温度升高，使 轴瓦烧毁；发电机转子振动过大增加滑环与电刷的磨损程度，并使温度升高，使轴瓦烧毁，并使电刷火花不断增大 4)尾水管中形成的涡流脉动压力，可使过水系统发生振荡，机组出力摆动，使尾水管 壁产生裂缝，严重时可使整体尾水设施遭到破坏。 5)水轮机组共振引起的后果更加严重。如机组设备与厂房的共振，可使整个设备和厂 房遭到不同程度的损坏 1、水力方面 水力振动由水轮机水力部分的动水压力的干扰造成的振动叫水力振动。产生振动的水力因素主要有:尾水管内低频涡带、卡门涡列、叶道涡引起的水力不稳定、过度过程中
大型汽轮发电机振动故障诊断与分析 发表时间：2016-04-28T09:09:26.410Z 来源：《电力设备》2015年第12期供稿作者：陈嘉峰[导读] （哈尔滨电机厂有限责任公司汽轮发电机是电力系统的重要设备之一，其安全可靠运行对整个电力系统的稳定有着重要的意义。 （哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨 150040）摘要：汽轮发电机是电力系统的重要设备之一，其安全可靠运行对整个电力系统的稳定有着重要的意义。发电机振动状态是评价机组能否持续可靠运行的重要指标。本文介绍了大型汽轮发电机振动故障的类型及产生原因，阐述了振动故障诊断和分析的方法。关键词：大型汽轮发电机；振动故障；故障诊断方法 振动故障是大型汽轮发电机组最常见的故障之一，由于大型汽轮发电机组一般自动化程度较高，而且机组主要机构在运行过程中由于旋转作用使得产生振动，这在日常工作中往往是不可避免的，再加上大型汽轮发电机本身结构的复杂性，就更增加了其振动故障诊断的复杂性。发电机振动超过允许值会引起动、静部分摩擦，加速部件的磨损、产生偏磨、电刷冒火；使机组轴系不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统遭到破坏；定子铁心松弛片间绝缘损坏，导致短路故障等。因此研究大型汽轮发电机振动故障的产生原因，并采取有效的振动故障诊断措施使故障被及时发现、及时消除具有十分重要的意义。 1 大型汽轮发电机振动故障分类及原因分析 1.1 大型汽轮发电机组振动的分类 大型汽轮发电机组的振动根据振动的性质不同可分为强迫振动和自激振动两大类，其中强迫振动分为普通强迫振动、电磁激振、高次谐波共振、分谐波共振、撞击震动、拍振、随机振动；自激振动包括轴瓦自激振动、参数振动、汽流激振、摩擦涡动等，在我国当前投入运行的大型汽轮发电机中，气流激振和摩擦涡动这两种振动形式一般不作考虑。而根据产生的原因不同大型汽轮发电机振动又可分为机械振动和电磁振动两大类。因此，在分析大型汽轮发电机振动故障时要先弄清楚其振动的原因是机械方面的还是电磁方面的，从而制定有针对性的消振措施。 1.2 大型汽轮发电机组振动故障的类型及原因分析汽轮发电机组常见的十二种机械振动故障有：动静碰摩、汽流激振、转子质量不平衡、汽轮机转子热弯曲、发电机转子热弯曲、转子部件脱落、转子不对中、油膜涡动、油膜振荡、参数振动、转子横向裂纹、支承松动。 汽轮发电机组的电磁故障主要发生在发电机上，也能通过轴系传到机组的其他部常见的部位，电磁故障有：转子绕组匝间短路、定转子之间气隙不均、定子绕组端部振转子中心位置偏移、不对称负荷和电磁谐振等。 在上述诸多振动故障中，动静碰磨与气流激振是最常见的两种振动故障，因此本文将这两种振动故障作为典型分析其产生的原因。 1.2.1 动静碰磨 动静碰磨指的是在大型汽轮发电机中转子与定子之间发生碰撞、摩擦从而产生振动的现象，动静碰磨是机械振动故障里最常见也是危害最大的，产生动静碰磨的原因有很多，究其内在来说，主要是由于转子与定子之间的间隙过小，同时由于安装、检修等过程中导致了动静间隙沿圆周方向不均匀，或者由于气缸、轴承座受热变形跑偏造成的动静摩擦、碰撞等导致的振动。图1为动静碰磨原理图，当转子旋转中心O′偏离了原本的中心O，在转子以角速度w旋转时与定子碰撞时就会产生径向冲击力N以及反向摩擦力f。 1.2.2 气流激振 在大容量汽轮发电机组中，尤其是超临界或超超临界机组，当运行负荷增大，导致作用在转子上的气流激振力也随之增大，当增大到一定程度时，就会在汽轮机转子上会诱发产生振动现象，这种振动一般具有突发性的特点。 2 大型汽轮发电机组振动故障诊断与分析方法 2.1 传统方法 传统振动故障诊断方法就是利用工作人员、专家的听觉、触觉或使用频谱仪、声压计等设备来确定振动故障的原因及发生故障的部位，更多的是依靠专家的主观经验和业务能力，综合频谱分析、概率统计等学科的知识，是一种常用的故障诊断方法，对线性特征明显的振动故障实用性很强，而对相对复杂、非线性的振动故障效果较差。 2.2 专家系统故障诊断分析法 在传统振动故障检测诊断技术中，由于每个专家的水平差异很大，并且本领域国内顶尖的专家不可能及时到达故障现场，因此传统的依靠专家的诊断方法有一定的局限性。随着人工智能技术的发展，将本行业专家的经验、理论等录入数据库，结合计算机、数据库、仿生学等知识，使系统可以模拟专家的思维对大型汽轮发电机组的振动故障进行诊断，有利于提高振动故障检测诊断的准确性和效率。 2.3 模糊故障诊断分析法
汽轮发电机组振动的各种因素 【摘要】汽轮机组从设计到运行的过程都可能产生振动，必将影响整个系统的功能发挥，对此，必须引起管理部门的重视，本文从其设计，制造，安装和检修几方面进行分析，找出了影响机组振动的因素，提出具有针对性的措施。 【关键词】汽轮发电机振动影响因素 汽轮机组的轴承振动程度直接影响到机组整体的运行情况，只有保证安全的运行，才能保证收益，引起发电机组异常振动的原因很多，可能是由于振动制造的问题，或者是安装检修不当造成的振动，本文就对其进行详细的分析。 1 设计制造不当导致的机组振动 汽轮发电机属于调整运转的机械，一旦质子与旋转中心无法重合，会产生离心力，对轴承产生激振力而使之引起机组振动异常，这就要求在安装时要对每片叶片进行平衡检查，保证其不平衡的数值在合格的范围内。 从制造的角度上来看，造成汽轮发电机组转子不平衡的原因是由于对机械的精度处理不当，装配工艺无法满足生产需要，因此，必须提高机械加工的精度，保证质量，降低转子的原始不平衡。 设计不当也会引起机组振动，轴承的选取，稳定性不足都会导致振动，引发机组运转危险。 2 安装检修不当导致的振动 安装与检修过程中的工艺质量对于机组振动的影响十分大，经过实践分析，由于安装和检修引起振动的情况十分普遍，其中主要有以下几个方面： 2.1 标高安装不当 由于轴承的标高没有按照设计的要求安装将会导致两端不平衡，引发自激振动，油膜振动和汽流激振等；而负面较重的一边，由于吃力太大，会引起轴瓦温度升高，当轴瓦乌金温度达到一定值时，很容易产生轴瓦乌金过热现象，从而造成机组的振动。这就要求在安装过程根据设计的要求进行安装，结合现场的实际情况调整标高，保持平衡。 2.2 轴承自身特征决定 轴承的轴瓦、顶隙对轴承的稳定性有一定的影响，外界因素影响下极容易导致振动。而其连接状况则主要影响其刚度，如果刚度不足，引起的异常振动将较大，这就要求必须做好刚度的控制。
大型发电机 一、发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 发电机可分为直流发电机和交流发电机，交流发电机又可分为同步发电机和异步发电机(很少采用) ，还可分为单相发电机与三相发电机。 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 二、发电机的工作原理 按照电磁感应定律，导线切割磁力线感应出电动势，这是发电机的基本工作原理。图1为同步发电机的工作原理图。发电机转子与汽轮机转子为同轴连接，当蒸汽推动汽轮机高速旋转时，发电机转子随着转动。发电机转子绕组内通入直流电源后，便建立了一个磁场，这个磁场有一对主磁极，它随着汽轮机发电机转子旋转。磁通自转子的一个极（N级）出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙，进入转子另一个极（S极）构成回路。 图1 同步发电机工作原理图2 发电机出线的接线发电机转子具有一对磁极，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势正好交变一次（假如发电机转子为P对磁极是，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势交变P次）。当汽轮机以每分钟3000转旋转时，发电机转子每秒钟要旋转50周，磁极也要变化50次，那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次。这样，发电机转子以每秒50周的恒速旋转，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，即频率为50Hz的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端（即中心点）连在一起，绕组的首端引出线与用电设备相连，就会有电流流过，如图2所示。 三、发电机的结构 图3 大型发电机基本结构 目前我国热力发电厂的发电机皆采用二极、转速为3000r/m的卧式结构。如图4所示，发电机最基本的组成部件是定子和转子。 图4 300MW汽轮发电机组侧视图 1-发电机主体；2-主励磁机；3-永磁副励磁机；4-气体冷却器；5-励磁机轴承；6-碳刷架隔音罩；7-电机端盖；8-连接汽轮机背靠轮；9-电机接线盒；10-电路互感器；11-引出线；12测温引线盒；13-基座定子由铁芯和定子绕组构成，固定在机壳（座）上，转子由轴承支撑置于定子铁芯中央，
水轮发电机组振动原因 分析 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
水轮发电机组振动原因分析水轮发电机组的振动问题与一般动力机械的振动有一定差异,除了机器本身转动或固定部分引起的振动外,尚需考虑发电机的电磁力以及作用于水轮机过流部分的流动压力对系统及其部件振动的影响。在机组运转的状态下,流体—机械—电磁三部分是相互影响的。例如,当水流流动激起机组转动部分振动时,在发电机转子与定子之间会导致气隙不对称变化,由此产生的磁拉力不平衡也会造成机组转动部分的振动,而转动部分的运动状态出现某些变化后,又会对水轮机的水流流场及发电机的磁场产生影响。因此,水轮机的振动是电气、机械、流体等多种原因引起的。可见,完全按照这三者的相互关系来研究系统的振动是不够的。鉴于问题的复杂性,将引起水轮机组振动原因大致分为机械、水力、电气三方面的因素来研究,为水电厂生产管理、运行、检修人员提供参考意见,以便制定出相应的预防和消振措施。 1水轮发电机组振动的危害振动是旋转机械不可避免的现象,若能将其振幅限制在允许范围内,就能确保机组安全正常运行。但较大振动对机组安全是不利的,会造成如下危害:
ａ)使机组各连接部件松动,使各转动部件与静止部件之间产生摩擦甚至扫膛而损坏; ｂ)引起零部件或焊缝的疲劳、形成并扩大裂缝甚至断裂; ｃ)尾水管低频压力脉动可使尾水管壁产生裂缝;当其频率与发电机或电力系统的自振频率接近时,将发生共振,引起机组出力大幅度波动,可能会造成机组从电力系统中解列,甚至危及厂房及水工建筑物。下面简单介绍几起天桥水电厂机组振动引起的事故,以便从中了解机组振动的起因。 ａ)20世纪80年代初,天桥水电站多次发生因振动摆度过大而引起的设备损坏事故。1980年8月3号机由于上导轴承摆度大导致4个上导瓦背垫块断裂;1982年10月3号机发生发电机扫膛严重事故,上导瓦架与上机架固定螺栓8只中的5只被剪断,1只定位销剪断、瓦架变形。上机架振幅达022ｍｍ,水导轴承处振幅达020ｍｍ。水轮机轴与发电机大轴法兰联接处摆度为074ｍｍ,后经测量分析为机组轴承中心不正,发电机转子外圆度超标,空气间隙不匀等原因所致。
影响汽轮发电机组振动的原因分析 在工业生产中，汽轮发电机组应用的比较广泛，是保证工业生产的主要设备。汽轮发电机组的振动对设备的稳定运行造成了一定的影响，所以要对其原因进行分析，然后找出解决的对策，保证汽轮发电机组的稳定运行，为工业生产的正常运行创造有利的条件。 标签：汽轮发电机组；振动；影响因素 前言 汽轮发电机组的振动对于设备的稳定运行有重要的影响，直接关系到企业的安全生产。对产生振动的影响因素进行分析，具有多方面的原因，设计、制造、安装以及后期的管理等，都可能会导致汽轮发电机组的振动。下面将从几个方面对影响振动的因素进行分析，为汽轮发电机组的稳定运行提供基础的理论依据。 1 设计制造环节的失误 汽轮发电机最为重要的运行设备，其设计的每一个环节都非常重要。在运行的过程中，其转子的运行速度非常快，如果在旋转中心方面发生偏离，将会对轴承造成激荡力，导致整个机组的振动。所以为了防止中心的偏离，在设计的过程中应该对生产工艺做出严格的规定，在进行转子装配时，每安装一级叶片就做一次平衡试验，在整体完成后再进行一次整体试验，只有保证整体的平衡性，才能够控制振动的产生。 在对机组进行加工制造的过程中，受到加工精度的影响会导致工艺质量不过关，易造成振动现象的产生。为了减少因为制造环节出现的振动，应该提高机械加工的精度，保证生产的质量。在生产的过程中，应该使用先进的生产工艺和材料，提高稳定性，降低因为生产环节造成的振动。 2 安装与检修方面的因素 对汽轮发电机组的安装需要具有很高的技术，并且在安装的过程中要严格按照说明书进行。在后期运行的过程中，要做好检修工作，保证汽轮发电机组能够正常的运行。在安装与检修的过程中，会因为工艺水平不高或者没有按照规范的要求执行，都会导致机组发生振动，所以在这两个环节要给予高度的重视。 2.1 轴承标高的选择 在汽轮发电机安装的过程中，需要轴承作为支撑，所以轴承的设置极为关键，两侧轴承的标高一定要在同一水平线上，保持汽轮发电机的平衡。如果两侧的轴承标高不同，那么其所承担的荷载也就不同，在负荷较轻的一端，就会出现自激振动，而较重的一端就会因为负荷较强而产生较大的力量，从而引起轴瓦温度的
旋转机械振动故障诊断的图形识别方法研究 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
旋转机械振动故障诊断的图形识别方法研究我国近年来的旋转机械逐渐发展为大型机械，在这种发展趋势下人们开始重视对振动故障的诊断方法进行研究，在深入研究后探索出了一系列用人工识别图像来实现旋转机械振动故障诊断的方法。本文主要分析了旋转机械振动故障的机理、故障的特点以及几种图形识别方法。经过多种试验证明图形识别方法的科学可行性，值得在今后的实际操作中得到运用和发展。 对于旋转机械在工作状态当中会发生振动，从而由振动产生的各种信号，信号会形成一些参数图形，通过对这些参数图形的研究与分析，我们可以实现对器械运行过程中的日常管理和保护。这也是目前应该采用的设备管理方式。而在实际操作过程中，图形识别技术并没有深入到工作当中。这种手段没有被利用于诊断旋转机械故障的原因是提取出明显的图形特征在技术上具有一定的困难，而且对于图形具体特征的描述也具有很大的挑战，是否能够将图形所呈现出的特征准确地表述出来是图形识别技术在旋转机械振动故障诊断方面的一个限制性因素。诊断旋转机械振动故障的原则 采集诊断依据
被诊断的机械表面所能表现出的所有相关信息都能够作为旋转振动机械故障诊断的有效依据。这些信息在机械运行的过程中能够通过传感器传递给人们。对旋转机械振动故障的诊断是否准确，一个重要的因素就是收集到的有关信息是否真实可靠，依据信息是否准确真实的决定性因素是传感器的品质，传感器质量如何、感应是否灵敏以及工作人员的直观判断都是决定信息准确性的重要衡量标准。 对采集的信息进行处理和研究 从传感器和工作人员两方面收集到的依据信息通常是混乱无序的，不能明显的看出其特点，这就导致了无法准确地对故障进行判断，这就要求我们在成功收集信息之后要及时对大量信息进行筛选和处理，目前普遍采用专业的机器来对这些信息进行分析和研究以及进一步的转换，经过这些处理之后所得到的信息要保证具有至关、价值性强等特点。 对故障进行诊断 对旋转机械振动故障诊断方面对工作人员的要求比较高，要求其具有过硬的理论知识功底以及丰富的实际工作经验。工作人员应该充分了解机械方面的相关知识，熟练掌握机械的维修要点以及安装过程。正确的对机械振动故障进行诊断，并且能够对故障的发展形势进行预想，只有这
汽轮发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000 转／分（频率为50赫）或3600转／分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转／分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大
型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞电磁感应定律 励磁机就是一个小功率的直流发电机,一般都为几十伏,励磁电压一般不变,即使变动也很小,而励磁电流的大小由磁场变阻器或自动励磁调节器调节,它的作用是将发出来的直流电供发电机转子磁极饶组励磁电流以产生磁场.励磁电流在发电机空载时改变其大小可以改变发电机的端电压,在发电机并网带负荷时改变其大小可以改变发电机的无功功率. 电磁感应定律： 只要穿过回路的磁通量发生变化电路中将产生感应电动势。感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量
水轮发电机振动原因分析及处理 响洪甸水电站装有4台HL-211-LJ-200水轮发电机，每台机的容量为10 MW，于1958—1961年分批投入生产。 3号水轮发电机组于1960年7月投产，1987年底进行定、转子绝缘的更新改造，更换了定子铁芯，并对定位筋位置进行了修正。 1 振动概况 1991-05-16，运行人员发现3号机下导机架靠4号机方向的一条腿松动。检查后，用现场加焊补强的方法作了暂时处理。在经历了前所未有的高水头运行后，运行及检修人员发现该机振动加剧，再次检查发现，下机架的4条腿与基础之间均存在相互蠕动现象。 1991-10-25，用不同手段在不同工况下对3号机振动情况进行了测量。测量结果表明，3号机的水平振动和垂直振动在大部分工况下都已达到甚至超过规程规定的允许范围(水平0.07 mm，垂直0.03 mm)，特别是转轮压水调相工况时，水平振动达到0.085 mm，垂直振动达0.065 mm。 1991-11-05，对电机气隙进行了测量。通过对28个磁极气隙测量，发现靠下游侧至2号机侧的半圆气隙普遍偏大，一般在12 mm左右，而另半圆的气隙则在8 mm左右，这个趋势和励磁机的气隙变化基本一致，说明3号发电机的某一部分由于某种原因发生了位移，位移幅度可能在2 mm左右。 2 振动原因分析 1992年9月下旬，对3号机组进行了较全面的振动和摆度测试，并做了频谱分析，得到了幅值和频率等实测数据。通过研究分析，得出机组振动的原因如下。 (1) 从上机架的垂直振动测量分析出机组在各种测试工况下都存在着明显的8倍转频的振动。这表明镜板与推力头之间的环氧玻璃垫板有气蚀磨损、镜板与推力头结合面有不平缺陷。由于镜板与推力头的连接螺栓是8个，故使镜板在运转中呈现8个波浪式变形。由于推力瓦块数是8块，因此镜板旋转时会受到8倍转频的轴向振动力，并且镜板联接螺栓与推力瓦块数相等，使得每块瓦对镜板产生的轴向振动力是同步的，从而加剧了振动力。久而久之，造成垫板严重气蚀磨损，并使联接螺栓产生疲劳，严重时发生断裂。 镜板与推力头结合面的不平缺陷，加剧了垫板的气蚀磨损，垫板的磨损使机组的振动变大，这是3号机振动增大的主要原因(在机组大修时检查证明了垫板确实严重气蚀)。 (2) 水导摆度在各种工况下都较大，达到0.45～0.51 mm，超出了允许值，表明橡胶水导瓦间隙变大，需更换或调整。 (3) 上导摆度在2.5 MW负荷工况下达到0.48 mm，超出了允许值；在7.5 MW 大负荷工况下仅为0.14 mm。 (4) 变速试验中，上机架径向振动的转频幅值几乎相同，小于0.04 mm，表明转子机械平衡性能良好，无需再做平衡试验。
MATLAB在机械振动信号中的应用 申振 （山东理工大学交通与车辆工程学院） 摘要：综述了现代信号分析处理理论、方法如时域分析（包括时域参数识别、相关分析等）、频域分析（包括傅立叶变换、功率谱分解等），并结合MATLAB中的相关函数来对所拟合的振动信号进行时域分析和频域分析，并对绘出的频谱图进行说明。 关键词：时域分析频域分析 MATLAB 信号是信息的载体，采用合适的信号分析处理方法以获取隐藏于传感观测信号中的重要信息(包括时域与频域信息等)，对于许多工程应用领域均具有重要意义。对获取振动噪声信号的分析处理，是进行状态监测、故障诊断、质量检查、源识别、机器产品的动态性能测试与优化设计等工作的重要环节，它可以预先发现机械部件的磨损和缺陷等故障，从而可以提高产品的质量，降低维护费用。随着测试技术的迅速发展，各种信号分析方法也随之涌现，并广泛应用在各个领域[1]。 时域描述简单直观，只能反映信号的幅值随时间的变化，而不能明确的揭示信号随时间的变化关系。为了研究信号的频率组成和各频率成分的幅值大小、相位关系，应对信号进行频谱分析，即把时域信号通过适当的数学方法处理变成频率f（或角频率 ）为独立变量，相应的幅值或相位为因变量的频域描述。频域分析法将时域分析法中的微分或差分方程转换为代数方程，有利于问题的分析[2]。 MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一种功能强大、效率高、交互性好的数值计算和可视化计算机高级语言，它将数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示有机地融合为一体，形成了一个极其方便、用户界面良好的操作环境。随着其自身版本的不断提高，MATLAB的功能越来越强大，应用范围也越来越广，如广泛应用于信号处理、数字图像处理、仿真、自动化控制、小波分析及神经网络等领域[3]。 本文主要运用了MATLAB R2014a对机械振动信号进行分析。分析过程包括时域分析和频域分析两大部分，时域分析的指标包括随机信号的均值、方差以及均方值。频域分析的性能指标包括对功率谱分析、倒频谱分析。在进行上述分析之前先要对振动信号进