تحلیل اثر چرخش قوسی بر ارتعاشات مجموعه هیدروتوربین-ژنراتور در سرعت های دورانی مختلف

ارتعاشات در تجهیزات دوار از پدیده های اجتناب ناپذیر است و تحلیل آن برای بررسی وضعیت تجهیز و رفتار آن ضروری و مفید است. در یک مجموعه کوپل ژنراتور و توربین آبی، ارتعاشات ناشی از نیروهای دینامیکی هر دو ماشین است. به دلیل کوپل بودن توربین و ژنراتور، تحلیل ارتعاشات هر یک از ماشین ها به طور جداگانه نمی تواند همه پدیده ها و رفتارهای دینامیکی سیستم را نمایان کند. تغییر سرعت و گشتاور توربین و ژنراتور بر یکدیگر موثر است، بنابراین نتایجحاصل از تحلیل مجموعه به صورت کوپل به واقعیت نزدیک تر است. در این مقاله، مدل سازی دینامیکی مجموعه کوپل ژنراتور- توربین انجام شده و معادلات حاکم بر سیستم به کمک روش های عددی حل شده است. ارتعاشات جانبی محور توربین در حوزه زمان و فرکانس، تحلیل شده است. برای مدل سازی و تحلیلدقیق تر سیستم، سرعت دورانی محور، متغیر در نظر گرفته شده و همچنین اثر ژیروسکوپی و چرخش قوسی نیز در مدلسازی مجموعه لحاظ شده است. فرکانس های موجود در ارتعاشات مجموعه استخراج شدند و پدیده های دینامیکی مربوط به هر یک مشخص شده است. نتایج نشان می دهد که پدیده های دینامیکی و ارتعاشی جدیدی در این سیستم وجود دارد. همچنین با توجه به اینکه در مجموعه های واقعی هیچگاه نابالانسی جرمی صفر نمی باشد، نیروی ناشی از آن در مدل سازی در نظر گرفته شده و تاثیر مقدار نابالانسی نیز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. با توجه به غیرخطی بودن معادلات حاکم بر سیستم، تحلیلارتعاشات به کمک نمودار فاز نشان می دهد در برخی شرایط کاری، رفتار ارتعاشات آشوبناک است که این نتیجه می تواند در پردازش سیگنال های تجربیمورد استفاده قرار گیرد

Keywords:

توربین آبی , ارتعاشات , نابالانسی , اثر ژیروسکوپی , چرخش قوسی , آشوب