Особенности использования метода ударных импульсов при вибрационной диагностике статоров турбогенераторов

Статья посвящена расчетно-экспериментальному исследованию вибрационного состояния элементов торцевых зон статоров мощных турбогенераторов. В связи с особенностями конструкции и условиями работы при совместном воздействии температурных и нестационарных электромагнитных полей, конструктивные элементы торцевых зон статоров мощных турбогенераторов подвержены вибрации. Чрезмерные уровни вибрации в конструкции ведут к возникновению усталостных трещин в вибронагруженных элементах и выходу их из строя с последующим остановом генератора и, как следствие, целого энергоблока. В связи с этим создание надежно работающей электрической машины является важной и актуальной научно- технической задачей. Для решения подобных задач в настоящее время активно применяются различные расчетные и экспериментальные методики, которые зачастую используются независимо друг от друга. Особенностью настоящей работы является совместное использование современных расчетных и экспериментальных методов для решения задачи по обеспечению вибронадежности элементов торцевых зон статоров мощных турбогенераторов. Рассмотрены вопросы вибрационной диагностики статоров турбогенераторов методом ударных импульсов с целью повышения вибрационной надежности. Выполнено численное моделирование импульсного динамического воздействия на модель выводного конца мощного турбогенератора. Модель состоит из шинодержателя, жестко закрепленного по основанию элемента нажимной плиты, и выводного конца c композитной изоляцией. Физико- механические свойства изоляции приняты в соответствии с результатами расчетно-экспериментальных исследований. Результаты расчетных исследований позволили определить зависимости регистрируемых откликов от места и длительности удара, а также выбрать точку приложения импульса в зависимости от формы колебаний. Разработаны рекомендации по проведению вибрационной диагностики методом ударных импульсов на примере выводных шин статоров турбогенераторов, позволяющие увеличить уровень получаемых сигналов и повысить вероятность обнаружения всех форм колебаний в требуемом диапазоне частот.

1. Barkov A. V., Barkova N. A. Vibratsionnaya diagnostika mashin i oborudovaniya. Analiz vibratsii: Ucheb. posobie / SPb.: SPbGMTU, 2004, 156 s.

2. Petrukhin V. V., Petrukhin S. V. Osnovy vibrodiagnostiki i sredstva izmereniya vibratsii: Uchebnoe posobie / Moskva: Infra-Inzheneriya, 2010, 176 s.

3. Samorodov Yu. N. Defekty generatorov. M., ZAO «Energeticheskie tekhnologii», 2005. 151 s.

4. Gaev A. V., Shevchuk R. E. Raschetno-eksperimental'naya metodika analiza i otsenki vibratsionnogo sostoyaniya tokovedushchikh elementov elektricheskikh mashin s kompozitnoi izolyatsiei // Nadezhnost' i bezopasnost' energetiki. 2016. №4 (35). S. 56 - 61.

5. Gavrilov S. N., Rumyantsev M. I., Petrenya Yu. K. «Effektivnye svoistva modeli statora turbogeneratora dlya opredeleniya spektra sobstvennykh chastot» // Elektricheskie stantsii. №8. 2017. S. 53 - 57.

6. O vibratsionnykh kharakteristikakh statorov moshchnykh turbogeneratorov. / Yu. K. Petrenya, O. V. Antonyuk, S. N. Gavrilov, A. V. Gaev. Kh mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya «Problemy energosberezheniya i puti ikh resheniya». NTU «KhPI», Khar'kov, aprel' 2014. ISSN 2078-774X. Vіsnik NTU «KhPІ». 2014. №11(1054) str. 139 - 144.

7. Bakhvalov I. S., Panasenko P. P. Osrednenie protsessov v periodicheskikh sredakh. Moskva. «Nauka». 1984. 215 s.

8. Borovkov A. I. Effektivnye fiziko-mekhanicheskie svoistva voloknistykh kompozitov. - M.: Izd-vo VINITI, 1985, 113 s.

9. Borovkov A. I., Pal'mov V. A. Bazovye resheniya i regulyarnoe razlozhenie v mekhanike periodicheskikh kompozitov. Trudy SPbGTU, vychislitel'naya matematika i mekhanika, №498. S 73 - 90.

10. Pobedrya B. E. Mekhanika kompozitnykh materialov. - M.: Izd. Moskovskogo universiteta. 1989. 136 s.