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. Барков А. В., Баркова Н. А. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации: Учеб. пособие / СПб.: СПбГМТУ, 2004, 156 с.

2. Петрухин В. В., Петрухин С. В. Основы вибродиагностики и средства измерения вибрации: Учебное пособие / Москва: Инфра-Инженерия, 2010, 176 с.

3. Самородов Ю. Н. Дефекты генераторов. М., ЗАО «Энергетические технологии», 2005. 151 с.

4. Гаев А. В., Шевчук Р. Э. Расчетно-экспериментальная методика анализа и оценки вибрационного состояния токоведущих элементов электрических машин с композитной изоляцией // Надежность и безопасность энергетики. 2016. №4 (35). С. 56 – 61.

5. Гаврилов С. Н., Румянцев М. И., Петреня Ю. К. «Эффективные свойства модели статора турбогенератора для определения спектра собственных частот» // Электрические станции. №8. 2017. С. 53 – 57.

6. О вибрационных характеристиках статоров мощных турбогенераторов. / Ю. К. Петреня, О. В. Антонюк, С. Н. Гаврилов, А. В. Гаев. Х международная научно-техническая конференция «Проблемы энергосбережения и пути их решения». НТУ «ХПИ», Харьков, апрель 2014. ISSN 2078-774X. Вісник НТУ «ХПІ». 2014. №11(1054) стр. 139 – 144.

7. Бахвалов И. С., Панасенко П. П. Осреднение процессов в периодических средах. Москва. «Наука». 1984. 215 с.

8. Боровков А. И. Эффективные физико-механические свойства волокнистых композитов. – М.: Изд-во ВИНИТИ, 1985, 113 с.

9. Боровков А. И., Пальмов В. А. Базовые решения и регулярное разложение в механике периодических композитов. Труды СПбГТУ, вычислительная математика и механика, №498. С 73 – 90.

10. Победря Б. Е. Механика композитных материалов. – М.: Изд. Московского университета. 1989. 136 с.