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目 录1

第一章机组振源1

第一节尾水管内低频涡带1

一、涡带形成原因1

二、吸出高度对涡带压力脉动特性的影响5

三、涡带的频率7

四、涡带的压力脉动幅值、相位和分布15

五、涡带压力脉动对机组振动的影响17

六、涡带脉动压力消减19

第二节尾水管接近转频的脉动22

第三节水轮机水封间隙不等产生的水力不平衡力24

一、单道水封25

二、三道水封28

三、渔子溪4号机水封压力32

四、目前国内外水封结构趋势35

一、蜗壳中的不均匀流场36

36

第四节蜗壳、导水叶和转轮水流不均匀引起的振36

二、导叶后的不均匀流场37

三、轴流式水轮机的叶片振动39

四、卡门涡列引起的水轮机叶片和导叶振动39

第五节压力管道中水力振动43

第六节机械缺陷引起的振动47

一、大轴不直47

二、发电机转子和水轮机转轮质量不平衡47

三、机组转动部件和固定部件的摩擦49

四、导轴承瓦间隙大50

五、推力轴承的推力头松动和推力轴瓦不平50

第七节机组的电磁振动51

一、转频振动52

二、极频振动54

第二章机组的自激振动59

第一节自激振动的基本特性59

一、具有粘性负阻尼的单质点自由振动62

第二节振动稳定性的数学判断62

二、常系数二阶联立线性系统的稳定性64

第三节大轴内滞产生的自激振动66

第四节导轴承中油膜引起的自激振动68

第五节混流式水轮机减压板处的自激振动70

一、减压板的特性70

二、机组自激振动(减压板处的诱发压力场)73

第六节混流式水轮机的自激振动75

第一节转子质量偏心形成轴系统的弓状回旋81

第三章机组轴系统回转振动81

第二节 轴系统横向变位和倾斜合成的振动84

一、只有倾斜的振动85

二、倾斜和横向变位的组合能量方程88

第三节陀螺效应对轴系统弓状回旋自振特性的92

影响92

一、轴系统力的平衡微分方程式93

二、转子的陀螺力矩95

三、算例97

第四节导轴承刚度和磁拉力对回转振动的影响103

一、导轴承刚度对回转自振特性的影响103

二、磁拉力对回转自振特性的影响104

三、伊泰普机组的回转自振特性分析108

四、青平机组的回转自振特性分析110

第五节机组轴系统的动力响应111

一、Wilson-θ法111

二、作用在轴系统上的外荷载113

三、轴系统上的动力反应114

第四章机组轴系统的竖向振动120

第一节推力轴承的刚度特性120

一、推力轴承分类简介120

二、推力轴承弹性油箱的刚度122

三、推力轴承油膜刚度123

第二节推力轴承特性对竖向振动的影响125

一、计算模型及计算公式125

二、算例127

第三节机组竖向振动时各种基础的耦联作用128

一、矮机墩129

二、高机墩131

三、圈梁立柱式机墩131

第五章机组轴系统的扭转振动135

第一节计算模型和计算方法135

一、计算模型135

二、大轴平衡方程136

三、发电机转子力的平衡方程138

一、△1计算140

第二节算例140

二、转轮水体附加转动惯量计算141

三、K2的计算141

四、频率和位移143

五、结果分析144

第六章定子振动146

第一节竖轴水轮发电机的定子146

一、机座148

二、定子铁芯148

一、有接缝的定子铁芯振动153

第二节定子铁芯和机座振动153

二、整圆定子铁芯的振动157

第三节大型水轮发电机定子的自振特性158

第四节水轮发电机定子的动力反应162

一、计算模型162

二、作用在定子机座上的径向力163

三、径向动荷载计算164

第五节水轮发电机定子振动165

第六节定子绕组振动168

第七章水轮机振动177

第一节轴流式水轮机叶片振动177

一、在空气中叶片的自振特性177

二、在水中叶片的自振特性179

三、叶片的动力响应分析181

第二节轴流式水轮机振动183

一、葛洲坝3号机(12.5万kW)的振动184

二、维拉水电站机组振动186

第三节 轴流式水轮机尾水管中的反水击188

第四节轴流式水轮发电机组的事故保护191

第五节冲击式水轮机振动198

第八章机组钢筋混凝土支承结构振动207

第一节钢筋混凝土支承结构的自振特性207

一、风罩、矮机墩和蜗壳的组合结构的自振特性208

二、风罩、矮机墩及楼板梁系统上部结构的自振208

特性208

三、整体结构的自振特性209

四、发电机层楼板以下机组块结构自振特性210

五、结果分析214

第二节钢筋混凝土支承结构的动力反应215

一、拉西瓦机组支承结构在地震荷载作用下的动力215

反应215

二、机组支承结构在其它动荷载作用下的响应219

第三节钢筋混凝土支承结构的静应力220

第九章水轮发电机组振动测试和分析224

第一节概述224

第二节机组轴系统的振动测试225

第三节机组轴系统的振源测试226

一、转速变化测试226

二、励磁电流变化测试227

三、负荷变化试验及调相试验228

四、原型观测实例228

第四节发电机转子重量不平衡测试230

第五节定子和转子间电气不平衡测试234

一、测试原则和方法234

二、测试实例235

第六节水轮发电机气隙的动态测量237

一、动态测量(一)237

二、动态测量(二)240

第七节机组大轴摆度测试243

第八节水轮机过流部件的压力脉动测试251

第九节机组应变和应力状态测试252

一、水轮机转轮的应力状态252

二、发电机转子的应变和应力状态254

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