汽轮发电机转子转动惯量测取探讨(汇编)

400MW 燃气轮发电机转子动平衡试验研究于鸣杨跃龙刘航贺淑君于洪斌孙超惠摘要本文介绍了400MW 燃气轮发电机转子的结构特点，同时对比了与我公司产品结构上的差异。

通过对该转子结构的分析、研究，结合实际的动平衡过程，我们找出了具有针对性的动平衡方法。

关键词燃气轮发电机转子动平衡试验１引言400MW 燃气轮发电机系我公司与日本三菱电机公司合作生产，由我公司自行制造的首台燃气轮发电机。

该发电机(尤其是转子)结构全新（见图1），其转子结构特点如下：图1燃机转子外形⑴转子细、长，柔性大；⑵采用线圈底部通风；⑶没有稳定轴承；⑷转子集电环端轴伸为1m ，集电环和直径750mm 的集电环风扇为扇式叶片无支撑悬挂式；⑸汽、励端平衡面不对称。

２动平衡试验准备２．１转子动平衡所需数据因该转子由三菱公司设计，经我方多次交涉，转子动平衡试验前到手的数据仍微不足道，具参考价值的仅有临界转速、转子本体螺钉位置图、无尺寸标注的三维振形曲线(我公司动平衡方法通常采用的是振形分离法，故需要详细的振形曲线)。

２．２电气试验方案和平衡方法选择⑴电气试验方案选择燃机转子电气试验是转子在整个加工过程中的重要检验项目之一，其试验方案和标准有别于常规转子。

它包括转子直流电阻测定、绝缘电阻测定、阻抗曲线测定、转子动态匝间波形测定、转子冷态静止耐压试验。

⑵平衡方法的选择传统的平衡方法是振形分离法，但能否在燃机转子平衡上适用尚需研究。

根据日立公司在惠州#1机转子本体的平衡螺钉分布看，该公司采用的是影响系数法平衡。

而根据以往经验，在我公司现有装配条件来稿时间：2006年2月下影响系数无法找准，故采用影响系数法平衡不可取。

根据上述分析，我们决定先采用振形分离法平衡，在联轴器和端部集电环风扇上增加两个测点，找出规律后再决定用什么方法平衡。

⑶燃机轴振动标准三菱公司提供的燃机轴振动标准见表1，该标准远高于我公司内控标准。

２．３仪器仪表准备表１轴振动标准值ｍ），幅值和相位随时间的变化也较大（见图2），因此无法进行动平衡试验。

附录E（规范性附录）FCB试验E.1设计具有快速返回功能FCB功能的机组，FCB试验可与甩负荷试验结合进行，验证机组带厂用电持续运行、适时重新并网的要求。

E.2 FCB试验前，应确认设备配置、系统和控制系统控制功能满足FCB功能要求。

E.3厂用电系统切换方式及相应的联锁保护应与FCB工况适应，厂用电切换回路应可靠。

E.4汽轮机旁路阀在厂用电失去时应具备可靠的关闭功能，锅炉PCV阀在厂用电失去时应具备可靠的开启功能。

E.5试验前还应检查控制系统相关逻辑与设定值应与带厂用电孤岛运行方式适应。

E.6 FCB试验的条件、方法、安全措施及注意事项可按常规法甩负荷。

E.7进行FCB试验时，不应采取临时措施及人工干预。

E.8机组实现FCB后，不得对汽机DEH （燃气轮机TCS）调节控制参数或设定值做出更改。

E.9 FCB后，除按常规法甩负荷试验检查项目进行检查外，还应检查机组的电源频率变化对重要辅机的影响。

E.10电网频率超限但电动机高、低频保护未动作，应立即打闸停机。

E.11机组FCB后带厂用电持续运行的时间按主机制造商要求执行。

E.12燃气一蒸汽联合循环机组FCB试验应按整套机组全容量进行。

联合循环机组进入FCB状态后汽轮机应立刻关闭汽门停止进汽，以防止汽温变化对汽轮机设备造成损坏。

附录F（资料性附录）甩负荷试验汽轮发电机转子转动惯量/计算方法F.1转子转动惯量，测取原理F.1.1汽轮发电机刚性转子绕轴转动的运动微分方程汽轮发电机刚性转子绕轴转动的运动微分方程见公式（F.1 ）。

工Mid 之Mτ）=J 祟=%，=] ci I at式中:一作用于转子的合力矩;—各项阻力矩之和;/=1M d -汽轮机驱动力矩；J —转子的转动惯量；6—转子旋转的角度；①一转子旋转的角速度。

F.1.2转子转动惯量计算公式忽略各项阻力矩⑴，角速度°、汽轮机机械轴功率尸力）和发电机电气功率P G ⑺之/=1间关系见公式（F.2）：（F.2）式（F.2）中："G —发电机的效率，%o考虑到3 = 2万.〃，最后得到转子的转动惯量，见公式（F.3）：（F.3）式（F.3）中：〃一转子转速，下标0表示初始值。

75mw汽轮发电机组转动惯量理论说明1. 引言1.1 概述本文是针对75mw汽轮发电机组转动惯量展开的理论研究。

转动惯量作为描述物体在旋转时抵抗变化的一种物理量，在能源领域尤为重要。

通过深入研究汽轮发电机组的转动惯量，我们可以了解发电机在运行中所需要消耗和储存的旋转能量大小，从而更好地优化发电机组的设计和运行。

1.2 文章结构本文主要包括引言、正文、75mw汽轮发电机组转动惯量实际测量结果分析以及结论与展望四个部分。

其中，在引言部分，我们将概述整篇文章的内容和结构，并明确研究目的。

接着，在正文部分，我们将介绍汽轮发电机组以及转动惯量的基本概念、定义和影响因素，并详细探讨计算转动惯量所采用的不同方法。

紧接着是针对75mw汽轮发电机组进行实际测量并进行数据处理和结果分析部分。

最后，在结论与展望部分，我们将总结本文的主要研究内容，并提出未来可能的研究方向。

1.3 目的本文的目的主要有两个方面。

首先，通过对75mw汽轮发电机组转动惯量的研究，我们可以更好地了解该汽轮发电机组在运行中所需消耗和储存的旋转能量，为其优化设计和运行提供理论依据。

其次，在测量实际转动惯量并进行数据分析后，我们可以验证理论计算方法的准确性和可靠性，并为其他类似设备或系统的转动惯量研究提供参考。

以上是文章“1. 引言”部分的详细内容。

2. 正文:2.1 汽轮发电机组介绍汽轮发电机组是一种重要的能源转换设备，通过燃烧燃料产生高温高压蒸汽，进而驱动汽轮机旋转，并通过发电机将机械能转化为电能。

汽轮发电机组常用于大型发电站和工业厂房中，具有高效率、稳定性好等特点。

2.2 转动惯量的概念和定义转动惯量指的是物体旋转时对其变化速度的抗拒程度，是一个描述物体旋转惯性的物理量。

在汽轮发电机组中，转动惯量主要用来描述旋转部件（如轴）所具有的质量分布对旋转运动抗拒程度的大小。

2.3 影响转动惯量的因素影响汽轮发电机组转动惯量的因素很多，其中主要包括以下几个方面：- 质量分布：不同部件（如轴）上质量分布不均匀会导致整体的转动惯量变化；- 几何形状：部件形状对于其转动惯量大小也有较大影响；- 旋转速度：旋转速度的变化会影响汽轮发电机组的转动惯量。

转子转动惯量摘要：1.转子转动惯量的定义和意义2.转子转动惯量的计算方法3.转子转动惯量在工程中的应用4.总结正文：一、转子转动惯量的定义和意义转子转动惯量（Moment of Inertia of Rotor）是指转子在旋转过程中，由于其质量分布和形状等因素导致的旋转惯性大小的物理量。

转子转动惯量是衡量转子旋转惯性大小的重要指标，直接影响到转子的旋转性能、振动特性以及动力学响应等方面。

在工程中，了解和掌握转子转动惯量的计算方法具有重要意义。

二、转子转动惯量的计算方法转子转动惯量的计算方法通常分为两种：理论计算和实验测量。

1.理论计算理论计算方法主要根据转子的形状、尺寸和质量分布等因素，采用相应的数学公式进行计算。

常见的计算方法包括：矩形截面转子、圆形截面转子、复杂截面转子等。

2.实验测量实验测量方法是通过对转子进行动态测量，获取其在旋转过程中的动力学响应，进而计算出转子转动惯量。

常见的实验测量方法包括：激光测距法、惯性测量法、数字信号处理法等。

三、转子转动惯量在工程中的应用转子转动惯量在工程中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.转子动力学分析：转子转动惯量是转子动力学分析的重要参数，可以用于研究转子的振动特性、旋转稳定性等。

2.转子轴承设计：根据转子的转动惯量，可以合理选择轴承的类型和大小，以确保转子在旋转过程中的稳定性和可靠性。

3.转子控制系统设计：转子转动惯量对于转子控制系统的设计具有重要意义，可以影响到控制系统的稳定性和控制精度等。

4.转子疲劳寿命分析：转子转动惯量可以用于分析转子在旋转过程中的疲劳寿命，以确保转子的长期安全运行。

四、总结转子转动惯量是衡量转子旋转惯性大小的重要物理量，对于转子的动力学分析、轴承设计、控制系统设计以及疲劳寿命分析等方面具有重要意义。

如何进行电机转子转动惯量测定试验导语：转子转动惯量的大小对电机的起动和制动性能有着直接影响，必要时应该进行实测。

转子转动惯量的大小，国家标准中没有具体规定，一般由用户按照实际需求与制造厂协定。

转子转动惯量的大小对电机的起动和制动性能有着直接影响，必要时应该进行实测。

转子转动惯量的大小，国家标准中没有具体规定，一般由用户按照实际需求与制造厂协定。

转动惯量用符号J来表示，单位kg.m2，是我国和国际标准中的标准物理量。

但在工程中，习惯采用GD2来表示。

两者之间的关系见式（1）转子转动惯量的确定方法有计算法和实测法两种。

实测法又有单钢丝法、双钢丝法、辅助摆摆动法和惯性回转法等。

今天Ms.参简要分析如何用计算法和单钢丝法测定转子转动惯量方法，其它方法类似，诸位可以借此类比、推导、演绎。

计算法测定转子转动惯量虽然电机转子是一个接近规整的圆柱体，但因其至少有3种不同的材料制成，并且相互交叉，所以较难进行准确的计算。

在要求不高时，可将转子看成一个密度均匀的圆柱体，在秤其质量m后，用计算圆柱体转动惯量的公式（2）进行计算求得。

式（2）中：J—转动惯量（kg·m2）；m-—转子质量（kg）；r——转子半径（m）。

单钢丝转子转动惯量单钢丝实测法又分两种不同的方法，即用假转子辅助的单钢丝实测法和附加辅助扭转摆的单钢丝实测法。

假转子辅助的单钢丝实测法此方法适用于转子质量不超过50kg的小型电机。

由于需制作一个假转子，所以成本较高，试验也较费时。

●假转子制作要求（1）材料密度均匀，最好采用轧制圆钢。

（2）外圆圆整，端面平整。

（3）尽量使其质量及形状与被试转子相同。

制作完成后，精确测量出它的外形尺寸，并用式（2）计算出它的转动惯量Ja（kg·m2）。

●测试步骤（1）将假转子可靠地悬挂在钢丝下。

钢丝的另一端牢固地系于一个支架上。

应注意钢丝必须系在假转子的直径中心，使其自然下垂时轴线竖直。

钢丝长度在2m左右，其截面直径视假转子质量而定，即当假转子悬挂后应不使其有明显的伸长变形，但又不能太粗，否则会影响测试摆动及钢丝本身不直而引起较大误差。

发电机组转子转动惯量获取方法研究
发电机组转子的转动惯量是分析机组的重要参数之一，它具有影响机组稳定性的作用。

同时，也是控制旋转电机的关键因素之一。

如何精确地获取发电机组转子的转动惯量已经成为近年来研究人员关
注的重点。

目前，发电机组转子转动惯量获取的主要方法有实验法和数学模型法。

实验法是通过实际测试来获取发电机组转子的转动惯量，有可靠的测量方法可以比较准确地获取发电机组转子转动惯量，但是该方法耗时较多，测试精度也不够高。

数学模型法是通过建立发电机组转子的转动惯量模型，利用发电机组转子尺寸和结构参数来计算发电机组转子的转动惯量，该方法耗时比较少，有助于提高测试精度，但是受限于现有模型来限制，得到的转动惯量精度仍然不够理想。

因此，本研究旨在提出一种新的发电机组转子转动惯量获取方法，即基于实验的数学模型方法，将实验测量精度和模型计算精度相结合。

首先，利用实验测量发电机组转子尺寸和结构参数，建立发电机组转子的转动惯量模型，将模型中的参数分别估计出来。

然后，利用实验测量的功率及所需数据，对模型参数进行调整，使得模型精度更高。

最后，通过模型计算求出发电机组转子的转动惯量。

本研究所提出的发电机组转子转动惯量获取方法，不仅兼顾实验测量的准确性，而且受到数学模型的限制，解决了实验法测量精度低、耗时长以及数学模型法模型精度低等问题。

同时，该方法也可以为其
他发电机组参数的获取提供参考。

总之，本研究提出了一种新的发电机组转子转动惯量获取方法，通过实验测量和数学模型搭配，使发电机组转子的转动惯量获取更加准确。

未来，本研究中涉及的方法仍将受到学术界的广泛关注和研究，并加以改进和完善。

汽轮机转子的低转速热弯曲监测摘要：汽轮机也被称为蒸汽透平发动机，是核电厂进行生产工作的主要部分，也在冶金工业、舰船动力等方面有着较为广泛的应用。

一般来说，在汽轮机运行过程中，汽轮机既要受到蒸汽带来的作用力，又要受到叶轮自身离心力的作用，还要受到由于机器运行而产生的温度差带来的热应力，所以汽轮机极其容易发生故障。

汽轮机的转子热弯曲问题是较为常见的问题，也是较为重要的问题。

为了汽轮机更加顺畅的运行，为了减少故障发生，本文对汽轮机转子发生热态弯曲而引起振动的情况及原因进行了阐述，并且对汽轮机转子的低转速热弯曲监测的方法进行了总结。

关键词：汽轮机；转子；热态弯曲前言汽轮机容易因为机组内部动态、静态的摩擦，或者是转子部分区域发生短时间快速降温而发生转轴弯曲的情况，从而影响汽轮机的正常工作。

一般情况下，汽轮机的转子不会发生永久性变形，但当转子与汽缸受热不均匀的时候，两者径向动静间隙慢慢减小直至消失，进而产生摩擦作用，最终极易发生转子永久性弯曲的情况。

所以说，在汽轮机的启用过程中，对于其转子运行状态的监测是十分重要的。

1 汽轮机转子的热弯曲相关介绍1.1 汽轮机转子的热弯曲问题汽轮机的转子热态弯曲问题指的是：汽轮机转子在受热后容易出现转子内部分区域温度不相同而产生热应力，导致转子发生弯曲变形。

而汽轮机转子的热弯曲会使得整个机组产生强烈的振动，也会使得转子的平衡情况被破坏，而机组产生强烈振动又会增加摩擦作用，使得汽轮机转子的弯曲更加严重，最终导致汽轮机停机。

汽轮机转子的热弯曲由于不容易被发觉而常常产生最为严重的停机事故，所以，必须要加强对汽轮机转子热弯曲问题的原因进行更深入的分析，根据原因进行针对性地检测措施，使得汽轮机转子的热弯曲问题提早发现并解决[1]。

1.2 汽轮机转子发生热弯曲的原因分析汽轮机转子的工作环境是高温高压状态，旁边围绕着蒸汽。

一般情况下，转子被投入到励磁电流中加热，由于整个加热过程均匀转子发生长度上的增长。

转子转动惯量摘要：一、转子转动惯量的定义与性质1.转子转动惯量的概念2.转动惯量的性质二、转子转动惯量在实际工程中的应用1.电动机和发电机的设计2.旋转机械的动态分析3.飞行器的姿态控制三、转子转动惯量的计算方法1.刚体转动惯量的计算方法2.弹性转子转动惯量的计算方法四、转子转动惯量对系统性能的影响1.对电机效率的影响2.对机械振动特性的影响3.对飞行器稳定性的影响五、减小转子转动惯量的方法1.优化结构设计2.使用轻质材料3.先进的制造工艺正文：转子转动惯量是指转子在转动过程中所表现出的惯性大小，它与转子的质量分布和形状有关。

在实际工程中，转子转动惯量在电动机和发电机的设计、旋转机械的动态分析以及飞行器的姿态控制等方面具有重要的应用价值。

首先，在电动机和发电机的设计中，转子转动惯量对于电机的效率和性能有着很大的影响。

设计者需要根据电机的实际工况，合理地选择转子的质量分布和形状，以提高电机的效率和减小振动。

其次，在旋转机械的动态分析中，转子转动惯量是关键的参数之一。

通过对转子转动惯量的计算和分析，可以预测机械在运转过程中的动态响应，为机械的优化设计提供理论依据。

此外，在飞行器的姿态控制中，转子转动惯量对于飞行器的稳定性和控制精度具有重要意义。

为了提高飞行器的控制性能，研究者们不断地探索减小转子转动惯量的方法，例如优化结构设计、使用轻质材料以及采用先进的制造工艺等。

在转子转动惯量的计算方法方面，通常可以分为刚体转动惯量和弹性转子转动惯量。

刚体转动惯量的计算方法较为简单，可以直接根据转子的几何形状和质量分布计算。

而弹性转子转动惯量的计算则需要考虑转子的弹性变形，通常需要借助数值计算方法进行求解。

总之，转子转动惯量在实际工程中具有重要意义，合理地计算、分析和减小转子转动惯量对于提高系统性能具有重要意义。