发电机端部激光测振方案

随着我国火电机组的装机容量日益扩大,发电机单机容量已由原来的300MW 发展到600 MW、1 000 MW ,对于发电机定子端部动态特性的设计、改进以及试验研究已经具备一定的规模,尤其是利用各种新式的测试手段对发电机绕组端部进行固有频率及模态试验分析的方法越来越成熟。发电机定子绕组端部是发电机安全运行的为薄弱的部位,发电机定子端部绕组渐开线部分的不规则形状决定它不可能象槽中线棒那样牢靠固定,由于制造工艺等问题,许多垫块与线棒间只是点接触,不能形成刚体结构。运行中形成两种频率的振动效应,一种是转频效应,振动频率与转速有关;另一种是由转子磁场在定子铁心和定子绕组线棒上引起的倍频(100 Hz) 振动,受到二倍工频径向交变力的作用,与电流的二次方成正比。定子绕组端部谐振或其他原因造成绑绳、支架固定螺栓和槽内紧固件松动及线棒绝缘磨损的现象时有发生,使得发电机的事故日益频繁。因此准确测量定子绕组端部的振动特性,预测发电机在实际工作状态下的振动特性,及早采取防范措施尤为重要。通过对发电机模态进行分析,评价发电机绕组端部整体结构动态特性,是近年来发展起来的一种行之有效的方法。

模态是机械结构的固有振动特性。每个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。通过模态分析,掌握结构在某一频率范围内各阶主要模态的特性,就可预计结构在此阶段内的实际振动响应。模态试验就是通过测量各部位的固有频率,再用计算机模态软件以数学方法确定整体的固有频率和不同频率下的振动形态。通过定子绕组端部固有频率测试及模态分析试验，以确定发电机定子绕组端部的动态特性，确认定子绕组端部是否存在95Hz~110Hz范围内的固有频率及椭圆振型模态；同时测量引出线的固有频率，确认是否存在95Hz~108Hz范围内的固有频率。

发电机励端和气端激光非接触式模态测试系统，由模态力锤，一套激光测仪VSM4000L-EXTRA，支架和数据采集器组成。通过力锤敲击励端和气端激发振动，通过单点激光测振仪测量激励引起的振动位移响应，得到激励点和响应点之间的传递函数。通过支架上的自动旋转装置，可以把激光测振仪准确地转动角度，改变响应点的测点位置，直到测量完所有测点响应。这样，敲击点可以是固定的一点，不必移动，只要旋转激光测振仪，也就是改变响应点，就可以轻易地完成发电机励端和气端所有点的传递函数。

另外，通过激光测振仪上的遥测仪，可以轻松地测量所有的测点坐标以及所有测点的同心度 。可以非常方便地建立实验模型。