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随着现代电力工业的发展,汽轮发电机组的功率迅猛增长,轴系变得相对细长,出现了汽轮发电机组扭振问题。同时输电系统的大容量化、长距离化、电力系统结构的复杂化、电力负荷的多样化以及新型输配电和控制技术的应用都有可能对轴系产生很大的影响,从而诱发各种扭振、共振的问题。国内外已经发生了多起扭转振动造成机组重大损坏的事故。
由于轴系扭振问题的日益严重,国内外对此开始进行了重视,并展开了广泛而深入的研究。本文以汽轮发电机组轴系的简化力学模型,即单圆盘和双圆盘轴盘为研究对象,对其扭转振动系统的频率可靠性分析问题进行了研究。主要包括以下四个部分的内容:
(1)对汽轮发电机组的轴系进行了简化,建立了其连续体的振动模型,即轴盘系统的扭转振动模型。
(2)在建立轴盘系统力学模型的基础上,引入了轴盘系统扭转振动微分方程和频率方程的求解方法,为进一步讨论具有随机参数的单圆盘和双圆盘轴盘扭转随机振动系统的频率可靠性分析问题奠定了基础。
(3)在根据工程实际,考察单圆盘和双圆盘轴盘扭转振动系统的随机参数向量为一组服从正态分布且相互独立的随机变量的前提下,采用了Kronecker代数技术、矩阵微分理论、二阶矩技术等方法对单圆盘和双圆盘轴盘系统进行了频率分析。
(4)应用单圆盘和双圆盘轴盘系统扭转振动的固有频率与激振频率之差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了单圆盘和双圆盘轴盘扭转随机振动系统频率可靠性分析问题极限状态方程,提出了系统频率可靠性分析问题计算模型。对单圆盘和双圆盘轴盘随机扭转振动系统进行了准失效分析。从而,提出了汽轮发电机组轴盘系统扭转振动模型避免共振的频率可靠性分析方法,丰富频率可靠性分析理论。