0。由于磁密沿周向近似正弦分布，b、c相受力沿相帶也近似正弦分布。發(fā)電機(jī)定子繞組端部機(jī)械振動(dòng)模態(tài)的測(cè)量發(fā)電機(jī)定子繞組端部構(gòu)造及所受電磁力發(fā)電機(jī)繞組端部的構(gòu)造設(shè)計(jì)隨著發(fā)電機(jī)冷卻方式以及制造廠的不同而有所不同，其固定方法根本上可分為綁線式、壓板式、綁線和壓板相結(jié)合式等。由于汽輪發(fā)電機(jī)的定子繞組端部處在簡(jiǎn)單的端部漏磁場(chǎng)中，而且構(gòu)造上類似于懸臂梁，不易固定得像槽內(nèi)線棒那樣牢靠，因此無(wú)論是在正常運(yùn)行狀態(tài)還是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，端部繞組尤其線棒鼻端處振動(dòng)最大，絕緣簡(jiǎn)潔受傷，特別是槽口絕緣可能消滅擊穿和接地現(xiàn)象。因此，各制造廠很重視端部構(gòu)造設(shè)計(jì)，以防止發(fā)電機(jī)因繞組端部振動(dòng)過(guò)大造成絕緣損傷而引起突發(fā)的相間短路或?qū)Φ囟搪肥鹿省?shí)踐說(shuō)明，發(fā)電機(jī)大量的事故源于其端部繞組的振動(dòng)，如澳大利亞南威爾士某發(fā)電廠安裝4500mw汽輪發(fā)電機(jī)，其中319818個(gè)月里都發(fā)生了汽側(cè)定子繞組端部磨損引發(fā)的短路事故，剩下的11982年不得不更換了整個(gè)定子。再如，石橫300mw全氫冷發(fā)電機(jī)，是上海電機(jī)廠引進(jìn)西屋公司制造技術(shù)的第一臺(tái)產(chǎn)品，由于定子繞組端部固定構(gòu)造不合理，接連兩次發(fā)生定子繞組端部短路事故。組各點(diǎn)的受力狀況。各點(diǎn)受力可用下式表達(dá)：＝f0＋f2cos(2ωt＋1000mva1、2、3給出了額定運(yùn)行時(shí)(0.95)端部繞組上、下層線棒出槽口處三個(gè)不同時(shí)刻沿周向的徑向受力分布狀況。由于多自由度振動(dòng)系統(tǒng)可以用頻響函數(shù)矩陣｛h｝表達(dá)，n維線性系統(tǒng)響應(yīng)｛x｝可用下式計(jì)算：hijj點(diǎn)作用單位力時(shí),i點(diǎn)引起的響應(yīng)。上式中假設(shè)x｝為位移響應(yīng)｛h｝即為位移導(dǎo)納矩陣；假設(shè)由于多自由度振動(dòng)系統(tǒng)可以用頻響函數(shù)矩陣｛h｝表達(dá)，n維線性系統(tǒng)響應(yīng)｛x｝可用下式計(jì)算：hijj點(diǎn)作用單位力時(shí),i點(diǎn)引起的響應(yīng)。上式中假設(shè)x｝為位移響應(yīng)｛h｝即為位移導(dǎo)納矩陣；假設(shè)x｝是速度或加速度響應(yīng)｛h｝即為速度或加速度導(dǎo)納矩陣。(4)橢圓形。(槽口)處最大，沿線棒外伸漸漸減小。(即機(jī)械振動(dòng)阻抗)共同打算的。受固定構(gòu)造的影響，繞組槽口處受力最大但振幅最小，而鼻端雖然受力最小但振幅最大。其振動(dòng)型態(tài)與鐵心振動(dòng)型態(tài)一樣，而鐵心受轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁拉力作用其振型呈旋轉(zhuǎn)的橢圓形，轉(zhuǎn)子磁極中心線即為橢圓的短軸。到了線棒鼻端區(qū)域，假設(shè)繞組端部整體性好，就可將其短軸位置與定子電流的相位有關(guān)。(100hz)相等或接近，那么這根線棒的振幅就會(huì)特別增大；假設(shè)繞組端部整體的振動(dòng)特性與所受電磁力的頻率和分布一樣，端部構(gòu)造將整體發(fā)生諧振，將帶來(lái)嚴(yán)峻的端部繞組磨損，進(jìn)一步則引發(fā)相間或?qū)Φ囟搪肥鹿?。端部整體的振動(dòng)特性。機(jī)械振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的概念式中 ——位移；——質(zhì)量塊的質(zhì)量；——式中 ——位移；——質(zhì)量塊的質(zhì)量；——彈簧的剛度；——彈簧的阻尼系數(shù)；——所受外力。h(ω)為：發(fā)電機(jī)繞組端部是一個(gè)簡(jiǎn)單的質(zhì)量和剛度均為分布參數(shù)的構(gòu)造，通過(guò)適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化可將其等效成一個(gè)集中參數(shù)的n自由度系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型是n維的二階常微分方程組，矩陣如下：1,2,…，n，n個(gè)特征向量組成了模態(tài)矩陣［φ運(yùn)動(dòng)形態(tài)。n個(gè)獨(dú)立的方程式，化，則利用模態(tài)坐標(biāo)｛q｝＝［φ］－1｛x｝可將微分方程(4)變成：［k］——模態(tài)剛度矩陣；［m］——模態(tài)質(zhì)量矩陣；［c］——模態(tài)阻力系數(shù)矩陣。它們是n個(gè)不耦合的獨(dú)立方程式?？梢?jiàn)，當(dāng)｛f(t)｝為單一頻率的簡(jiǎn)諧力時(shí)，響應(yīng)是同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振幅｛x｝n個(gè)態(tài)參數(shù)。ωpr(t)≠0,cr為小阻尼，那么在總的振幅｛x｝｛φ｝r例如｛f(t)｝rn個(gè)力組成)，則此時(shí)振幅｛x｝r階模態(tài)｛φ｝r?？梢酝瞥?，頻響函數(shù)與模態(tài)向量的關(guān)系為：模型、計(jì)算和試驗(yàn)所需費(fèi)用都是浩大的。方法在工程可行性限制方面的缺乏。模態(tài)試驗(yàn)通過(guò)脈沖鼓勵(lì)或隨機(jī)鼓勵(lì)，找出鼓勵(lì)點(diǎn)與各測(cè)點(diǎn)之間的頻響函數(shù)，建立頻響函數(shù)矩陣｛h，然后以試驗(yàn)獲得的頻響函數(shù)｛h｝r固有模態(tài)｛φ｝r，這就是模態(tài)參數(shù)識(shí)別?？芍瑐鬟f函數(shù)矩陣中的任意一行或任意一列都包含有全部的模態(tài)參數(shù)。ij拾振，而輪番在全部的點(diǎn)激振，即可得到傳遞函數(shù)矩陣的一列。這一行或一列傳遞函數(shù)中即包含了進(jìn)展模態(tài)分析所需要的全部信息。因此，發(fā)電機(jī)繞組端部振動(dòng)模態(tài)的測(cè)量可以依據(jù)實(shí)際狀況選擇“一點(diǎn)激振、多點(diǎn)響應(yīng)”或“多點(diǎn)激振、一點(diǎn)響應(yīng)”方法。些奉獻(xiàn)大的模態(tài)就可以滿足工程上測(cè)量的要求。這就為在工程上測(cè)量構(gòu)造的某頻段的模態(tài)供給了依據(jù)。例如，發(fā)電機(jī)定子繞組端部所受交變100hz100hz左右范圍的模態(tài)，假設(shè)試驗(yàn)范圍內(nèi)，則只計(jì)算該范圍內(nèi)的模態(tài)即可以滿足工程測(cè)量的要求。發(fā)電機(jī)定子繞組端部機(jī)械振動(dòng)模態(tài)的測(cè)量方法和測(cè)量系統(tǒng)(dl／t—735—2023)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組端部機(jī)械振動(dòng)模態(tài)的測(cè)量方法、測(cè)量設(shè)備和模態(tài)分析軟件要求、測(cè)量條件、評(píng)定準(zhǔn)則都有比較明確的規(guī)定，本文在此不作重復(fù)，僅爭(zhēng)論一些相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。發(fā)電機(jī)定子繞組端部振動(dòng)特性測(cè)量系統(tǒng)通常由測(cè)試對(duì)象(發(fā)電機(jī)定子繞組端部)、鼓勵(lì)環(huán)節(jié)(沖擊力錘)、測(cè)量環(huán)節(jié)(力傳感器、加速度傳感器、電荷放大器、信號(hào)采集器)、分析環(huán)節(jié)和檢測(cè))4。周期內(nèi)響應(yīng)信號(hào)根本衰減，所以一般沒(méi)有因功率泄露引起的系統(tǒng)偏差。3／2t(t為沖擊波形持續(xù)時(shí)間)，0～1／t頻帶內(nèi)(7、8)。如t＝5ms300hz，能量集0～200hz100hz四周的各階模態(tài)。錘頭越硬，t越300hz的要求。在錘頭材料不變的前提下，增加錘體質(zhì)量，不僅可以獲得較大的沖擊力，而且持續(xù)時(shí)間也稍300mw以上汽輪發(fā)電機(jī)的繞組端部特性時(shí)，與力80kn以上的量程。測(cè)量徑向、切向和軸向振動(dòng)響應(yīng)的傳感器通常使用加速度壓電式傳感器，因此，測(cè)量的是振動(dòng)的加速度。選用傳感器要綜合考慮電荷靈敏度、使用頻率范圍、動(dòng)態(tài)范圍和質(zhì)量大小等性能參數(shù)。發(fā)電機(jī)繞組端部動(dòng)態(tài)特性測(cè)量是微弱振動(dòng)測(cè)量，應(yīng)在滿足上限頻率(3khz)的前提下選擇動(dòng)態(tài)范圍大、質(zhì)量大的傳感器。另外，可選擇電荷靈敏度較低的傳感器，而通過(guò)施加較大的激振力來(lái)提高信噪比。m可以令h(ω),coh(ω)16所示，不管進(jìn)coh(ω)＞0.9說(shuō)明數(shù)據(jù)可以采信，值越小，表明信噪比越差。數(shù)據(jù)的可信度降低，這直接關(guān)系著試驗(yàn)的成敗。另外，在模態(tài)試驗(yàn)中頻響函數(shù)的相位信息很重要，為避開(kāi)測(cè)量系統(tǒng)的相移帶來(lái)大的誤差，所承受的傳感器、電荷放大器及的工作hz，那么各2khz1hz。試驗(yàn)電荷放大器將傳感器產(chǎn)生的正比于力和加速度響應(yīng)的電荷量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),再輸入信態(tài)計(jì)算等。(simo)的參數(shù)識(shí)別方法，正如本文前面所述，假設(shè)一點(diǎn)激振多點(diǎn)響應(yīng)的激振點(diǎn)或多點(diǎn)激振一點(diǎn)響應(yīng)的拾查是否有遺漏的模態(tài)。定子繞組端部振動(dòng)測(cè)量信號(hào)分析與處理頻響函數(shù)的計(jì)算如圖5所示，假設(shè)僅在輸出端含有噪聲，測(cè)得的響應(yīng)為：————測(cè)得的加速度信號(hào)的傅氏譜；——系統(tǒng)的加速度頻響函數(shù)；——激振力的傅氏譜；——輸出端噪聲的傅氏譜。m次測(cè)量，最正確頻響函數(shù)的估量值為：式中(如遺忘擰緊螺母)等非線性狀況，也會(huì)在相干函數(shù)中表現(xiàn)出來(lái)，線性度越差，相干函數(shù)值越小。導(dǎo)納曲線(幅頻和相頻曲線)以及相干函數(shù)。4.24.2模態(tài)參數(shù)的識(shí)別模態(tài)參數(shù)頻域識(shí)別的方法很多，發(fā)電機(jī)繞組端部振動(dòng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別通常用數(shù)值迭代法。步改進(jìn)固有頻率和阻尼值，經(jīng)屢次迭代滿足收斂條件后，得到了靠近實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。具體的數(shù)值計(jì)算方法有多種，如klostermanflannelly—berman迭代法、改進(jìn)的klosterman迭代法等，在此不再贅述。5定子繞組端部機(jī)械振動(dòng)模態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)分析應(yīng)留意的問(wèn)題由于瞬態(tài)激振法激振能量集中在較寬的頻帶內(nèi)，響應(yīng)小且力脈沖時(shí)間較響應(yīng)的采樣周期短，故有效值／峰值和信噪比都比較低。為提高測(cè)量精度就需要提高信噪比，提高信噪比就要增在著信噪比低與測(cè)量?jī)x器輸入過(guò)載的沖突，容量越大的機(jī)組端部繞組的尺度和質(zhì)量越大，該沖突越突出，最終可能造成測(cè)量數(shù)據(jù)的有效性差，不易于分析。另外，脈沖的頂峰可以使某些構(gòu)造消滅非線性，而瞬態(tài)激振法又不能通過(guò)平均處理消退非線性，弱非線性產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差較大。同時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組端部機(jī)械振動(dòng)模態(tài)測(cè)量是在發(fā)電機(jī)交接或大修時(shí)進(jìn)展的，由于在發(fā)電廠廠房?jī)?nèi)存在多種干擾，如發(fā)電機(jī)本體機(jī)座的振動(dòng)、空間電磁場(chǎng)、電源干擾等因素都會(huì)對(duì)測(cè)7時(shí)域圖可以看到，響應(yīng)350ms8數(shù)很差。比(如前所述)，這是格外重要的；同時(shí)，在進(jìn)展數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮相干函數(shù)、幅頻曲線、相頻曲線，盡量排解干擾，剔除可能的假信息。50hz100hz0～50hz的相干函數(shù)值也很低(＜0.9)，這些數(shù)據(jù)就缺乏采信。假設(shè)其他測(cè)點(diǎn)幅頻曲線也有類似的狀況，那么在集總平均曲線上就不能選擇這些頻段的極大值作為參數(shù)識(shí)別時(shí)固有頻率的初始值。ω＝ωr90°。線性多自由度振動(dòng)系統(tǒng)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線可以由各模態(tài)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線疊加獲得，圖100°～-180°180°～0°變化越陡，該階模態(tài)阻尼越小，對(duì)響應(yīng)作的奉獻(xiàn)就越大。數(shù)曲線中估量固有頻率時(shí)，必需綜合考慮幅頻和相頻特性曲線和相干函數(shù)曲線，相頻特性曲線上的極大值點(diǎn)、相位角為-90°左右或90°左右(即從0°～-180°或從180°～0°急劇變化)、相干0.90.95以上的點(diǎn)，才確認(rèn)其為固有頻率(883hz)，在集