外扭矩激勵下非對稱軸單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性與瞬態(tài)特性研究.pdf

1、非對稱軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在運行過程中由于剛度系數(shù)周期性變化而形成參數(shù)激勵系統(tǒng),使得其動力學行為特征更加復雜。系統(tǒng)正常運行時,作用于轉(zhuǎn)子的扭矩激勵相互之間達到平衡,從而使機組在允許范圍內(nèi)近乎以恒定的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),然而在某些特殊工況或故障狀態(tài)下,如大電網(wǎng)功率突然變化,使得作用于傳動軸上的扭矩激勵失去平衡,進而使機組的運行狀態(tài)出現(xiàn)異常,此種狀況的出現(xiàn),不僅使轉(zhuǎn)軸上的扭矩隨時間變化,嚴重時機組的轉(zhuǎn)速也會由于扭矩變化的影響而發(fā)生改變。進而產(chǎn)生兩方面的問題:一

2、方面轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)角速度一定時,扭矩激勵對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響;另一方面為由于扭矩激勵的作用使轉(zhuǎn)子速度發(fā)生變化時系統(tǒng)的瞬態(tài)響應。
　　相對等剛度轉(zhuǎn)子系統(tǒng)來說,非對稱軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎曲振動變形較大,單獨分析不平衡扭矩激勵對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)橫向振動更有意義。本文采用 Riccati傳遞矩陣法,從單個圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動方程推導至整個系統(tǒng)多圓盤的運動微分方程,建立了包含有外扭矩激勵、自轉(zhuǎn)角加速度非對稱軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)橫向振動的無量綱運動微分方程,綜合運用弗洛奎

3、法及無限希爾方程對系統(tǒng)的矩陣特征值進行分析,討論系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用Runge-Kutta法對建立的數(shù)學模型進行數(shù)值仿真分析,研究結(jié)果表明隨著非對稱轉(zhuǎn)子軸剛度差異的加大,系統(tǒng)的不穩(wěn)定區(qū)域逐漸增大;增大系統(tǒng)的外阻尼能夠減小不穩(wěn)定區(qū)域,但是會耗費系統(tǒng)大量的能量;恒定驅(qū)動扭矩激勵與制動扭矩激勵都有可能使非對稱轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,但是對系統(tǒng)橫振的頻率影響很小;當扭矩激勵為簡諧扭矩激勵時,其橫向振動與圓盤擺振易激發(fā)出工頻與外激勵頻率的組合頻