Оцінка впливу жорсткості опорних вузлів на резонансні явища та вібраційний стан гідроагрегату
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.316778Ключові слова:
гідрогенератор зонтичного типу, зниження вібрації гідрогенератора, жорсткість опори, критична частота обертання, тривимірний розрахунок, податливість опір гідрогенератора, хрестовина гідрогенератораАнотація
На вібрацію гідроагрегату впливають багато чинників, у тому числі власні частоти коливання елементів конструкції, які у деяких випадках можуть сприяти збільшенню вібрації внаслідок виникнення резонансних явищ.
В даній роботі розглянуто випадок оптимізації конструкції опорних вузлів валопроводу гідрогенератора-двигуна, встановленого на гідроакумулюючій електростанції, під час його реконструкції з метою поліпшення вібраційних параметрів. В ході дослідження було виконано аналіз впливу посилення жорсткості верхньої хрестовини та зниження ваги обертових частин на величину першої та другої критичних частот обертання. За результатами виконаних розрахунків було підтверджена працездатність запропонованої нової посиленої конструкції верхньої хрестовини гідрогенератора-двигуна зі збільшеною жорсткістю. Використання цієї конструкції дозволить збільшити першу критичну частоту обертання з 9 Гц (540 об/хв) до 17,6 Гц (1056 об/хв). Це призведе до уникнення резонансних явищ, викликаних близькістю першої критичної частоти обертання ротора існуючого гідроагрегату до номінальної частоти обертання (600 об/хв).
Відповідні розрахунки було виконано в тривимірній постановці в два етапи для кожного з розглянутих випадків конструкції. На першому етапі розрахунку досліджувалась жорсткість опорних елементів валопроводу гідрогенератора-двигуна шляхом визначення пружних деформацій елементу конструкції при його навантаженні поперечною силою. На другому етапі дослідження ці визначені жорсткості опорних елементів використовувалися у якості вихідних даних для розрахунку критичних частот обертання ротора гідроагрегату
Посилання
- Lei, Y., Lin, J., He, Z., Zuo, M. J. (2013). A review on empirical mode decomposition in fault diagnosis of rotating machinery. Mechanical Systems and Signal Processing, 35 (1-2), 108–126. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2012.09.015
- Melfi, M. J., Umans, S. D. (2023). DC machines. Encyclopedia of Electrical and Electronic Power Engineering, 264–279. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-821204-2.00005-2
- Werner, U. (2024). Active vibration control for rotating machines with current-controlled electrodynamic actuators and velocity feedback of the machine feet based on a generalized mathematical formulation. Control Theory and Technology. https://doi.org/10.1007/s11768-024-00230-w
- Tan, X., Deng, P., Chen, W., Zucca, S., Berruti, T. M., Wang, T., He, H. (2024). Parametric instability analysis of rotors under anisotropic boundary conditions. International Journal of Mechanical Sciences, 284, 109739. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2024.109739
- Gerling, D. (2014). DC-Machines. Electrical Machines, 37–88. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17584-8_2
- Mollet, Y., Barbierato, G., Gyselinck, J. (2016). Finite-element and magnetic-equivalent-circuit modelling of brushed wound-field DC machines with cross-saturation. 2016 XXII International Conference on Electrical Machines (ICEM), 350–356. https://doi.org/10.1109/icelmach.2016.7732550
- Zhang, H., Wang, L., Wang, A. (2023). Vibration response analysis of gas generator rotor system with squeeze film damper based on dynamic similarity. Results in Engineering, 20, 101618. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101618
- Sukma Nugraha, A., Djunaedi, I., Alam, H. S. (2015). Evaluation of Critical Speed of the Rotor Generator System Based on ANSYS. Applied Mechanics and Materials, 799-800, 625–628. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.799-800.625
- Subbiah, R., Littleton, J. E. (2018). Rotor and Structural Dynamics of Turbomachinery. In Applied Condition Monitoring. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-73296-1 1
- Lang, X., Nilsson, H., Mao, W. (2024). Analysis of hydropower plant guide bearing vibrations by machine learning based identification of steady operations. Renewable Energy, 236, 121463. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.121463
- Ohashi, H. (2016). Vibration and Oscillation of Hydraulic Machinery. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315235097
- Zhang, W., He, Y.-L., Xu, M.-X., Zheng, W.-J., Sun, K., Wang, H.-P., Gerada, D. (2022). A comprehensive study on stator vibrations in synchronous generators considering both single and combined SAGE cases. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 143, 108490. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2022.108490
- Pérez, N., Rodríguez, C. (2021). Vertical rotor model with hydrodynamic journal bearings. Engineering Failure Analysis, 119, 104964. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104964
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Oleksii Tretiak, Anton Kovryga, Stanislav Kravchenko, Denys Shpitalnyi, Anton Zhukov, Serhii Serhiienko, Mariia Arefieva, Nataliia Penkovska, Andrii Madonych
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
