外扭矩激勵(lì)下非對(duì)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(duì)稱軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在運(yùn)行過程中由于剛度系數(shù)周期性變化而形成參數(shù)激勵(lì)系統(tǒng),使得其動(dòng)力學(xué)行為特征更加復(fù)雜。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),作用于轉(zhuǎn)子的扭矩激勵(lì)相互之間達(dá)到平衡,從而使機(jī)組在允許范圍內(nèi)近乎以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)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(dòng)軸上的扭矩激勵(lì)失去平衡,進(jìn)而使機(jī)組的運(yùn)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(shí)間變化,嚴(yán)重時(shí)機(jī)組的轉(zhuǎn)速也會(huì)由于扭矩變化的影響而發(fā)生改變。進(jìn)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(shí),扭矩激勵(lì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響;另一方面為由于扭矩激勵(lì)的作用使轉(zhuǎn)子速度發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。
　　相對(duì)等剛度轉(zhuǎn)子系統(tǒng)來說,非對(duì)稱軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎曲振動(dòng)變形較大,單獨(dú)分析不平衡扭矩激勵(lì)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)橫向振動(dòng)更有意義。本文采用 Riccati傳遞矩陣法,從單個(gè)圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)至整個(gè)系統(tǒng)多圓盤的運(yùn)動(dòng)微分方程,建立了包含有外扭矩激勵(lì)、自轉(zhuǎn)角加速度非對(duì)稱軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)橫向振動(dòng)的無量綱運(yùn)動(dòng)微分方程,綜合運(yùn)用弗洛奎

3、法及無限希爾方程對(duì)系統(tǒng)的矩陣特征值進(jìn)行分析,討論系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用Runge-Kutta法對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值仿真分析,研究結(jié)果表明隨著非對(duì)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(huì)耗費(fèi)系統(tǒng)大量的能量;恒定驅(qū)動(dòng)扭矩激勵(lì)與制動(dòng)扭矩激勵(lì)都有可能使非對(duì)稱轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,但是對(duì)系統(tǒng)橫振的頻率影響很小;當(dāng)扭矩激勵(lì)為簡(jiǎn)諧扭矩激勵(lì)時(shí),其橫向振動(dòng)與圓盤擺振易激發(fā)出工頻與外激勵(lì)頻率的組合頻