学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水轮机组振动状态监测系统与转子动力学分析研究

作　者: 艾星林
导　师: 张凤华
学　校: 湖南工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 状态监测 同步采集 连续采集 传递矩阵法 柔性转子动平衡
分类号: TK268.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 62次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


水电作为清洁的可再生能源,以其巨大的潜在资源,越来越受到电力行业的重视。开发水轮机组状态监测及相关技术,实施状态检修,提高水轮机组运行的稳定性和可靠性,是电力行业发展的内在要求。论文设计开发了一套水轮机组振动状态监测系统和基于传递矩阵的转子动力学分析程序;设计制作了转子动力学试验台并进行了转子动力学试验。水轮机组振动状态监测系统主要由硬件和软件两部分组成,具有信号调理、数据采集、状态参量实时显示、数据存储以及数据分析等功能,可用于32通道信号的监测。数据采集板卡的设计采用两片四通道同步采样芯片AD7865实现八通道信号同步采样,并采用双SRAM交替存储模式实现任意时间长度的连续采样,能够完整、准确的捕获突发性瞬态特征信号,提高了监测的可靠性。数据分析应用了常见的时域和频域分析、轴心轨迹图、瀑布图等信号分析方法以及动平衡试验分析模块进行分析。该系统亦可用于汽轮机等其他旋转机械的状态监测与分析。基于传递矩阵的转子动力学分析程序为转子系统的设计和状态优化与调整提供参考。分析程序采用Matlab语言实现。设计制作的转子试验台具有转速连续可调、转盘位置可变和可以人为安装偏心质量的功能。在此试验台上完成了转子变速测试和柔性转子动平衡试验,测得该试验台转速在300-6000 r/min状态下转轴的振幅--转速曲线,利用监测系统的数据分析软件分析得到了转子系统的一阶临界转速,这与转子动力学分析程序分析得到的临界转速值吻合。在监测系统动平衡试验分析模块的指导下,动平衡试验对初始不平衡的柔性转子进行了动平衡配重,动平衡之后在1200r/min、2000r/min和3000r/min三个平衡转速状态下振幅分别下降了60%、20%和37.5%。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究背景、目的及意义  9-10
  1.2 国内水轮机组状态监测系统研究现状  10-14
    1.2.1 状态监测与信号分析技术理论的发展  10-11
    1.2.2 国外发展现状  11-12
    1.2.3 国内发展现状  12-14
第二章 水轮机组振动状态监测系统总体设计  14-17
  2.1 水轮机组振动状态系统设计目标  14
  2.2 水轮机组状态特征参量  14-15
  2.3 状态监测系统框架设计  15-16
  2.4 本章小结  16-17
第三章 水轮机组振动状态监测硬件系统设计  17-34
  3.1 引言  17
  3.2 测点布置与传感器选型及安装  17-19
  3.3 信号调理  19-22
    3.3.1 摆度信号调理  19-20
    3.3.2 机架振动信号调理  20-21
    3.3.3 键相信号的调理  21-22
    3.3.4 转速值的计算  22
  3.4 数据采集卡的设计  22-33
    3.4.1 采集卡原理  22-23
    3.4.2 AD7865 转换芯片及其接口电路  23-24
    3.4.3 CPLD 控制逻辑设计  24-25
    3.4.4 寄存器逻辑控制  25-26
    3.4.5 采样模块控制  26-27
    3.4.6 双向总线控制  27-29
    3.4.7 双 SRAM 交替存储  29-30
    3.4.8 数据采集卡实物开发  30-31
    3.4.9 采集卡性能参数  31
    3.4.10 ISA 总线设计  31-33
  3.5 微机系统  33
  3.6 本章小结  33-34
第四章 水轮机组振动状态监测软件系统设计  34-54
  4.1 引言  34
  4.2 驱动程序设计  34-35
  4.3 状态监测软件设计  35-45
    4.3.1 状态监测软件总体功能设计  35-36
    4.3.2 数据采集模块  36-40
    4.3.3 实时显示模块  40-42
    4.3.4 数据存储模块  42-45
  4.4 数据分析软件  45-53
    4.4.1 数据分析软件总体设计  45
    4.4.2 时域分析方法  45-47
    4.4.3 频域分析方法  47-49
    4.4.4 轴心轨迹分析方法  49-50
    4.4.5 瀑布图和级连图分析方法  50-51
    4.4.6 动平衡试验分析模块  51-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章 转子动力学分析及转子动力学试验  54-73
  5.1 引言  54
  5.2 转子质量的离散化及其支撑模型  54-63
  5.3 转子动力学试验  63-64
  5.4 实验装置设计  64-67
    5.4.1 转子试验台设计  64-67
  5.5 转子变速测试实验  67-69
  5.6 柔性转子动平衡试验及平衡校正  69-72
  5.7 本章小结  72-73
第六章 结论与展望  73-74
参考文献  74-77
附录  77-78
致谢  78

相似论文

  1. 基于DSP的离焦信号同步采集与处理技术研究,TH741
  2. 蒸汽管路系统结构振动研究,TK284.1
  3. 聚合釜群多通道实时在线监测系统研究,TP274
  4. 一种基于DSP的监测系统研究与开发,TV738
  5. 频带熵方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用,TH165.3
  6. 船舶柴油机运行状态监测和诊断系统的开发,U664.121
  7. 永磁机构断路器状态监测与评估系统的研究,TM561
  8. 水利枢纽机电设备维修管理模式研究,TH17
  9. 箱形截面曲线梁桥静力、动力性态传递理论研究,U441
  10. 间接状态监测下基于设备最小平均费用与残余寿命最优维修决策研究,TH165.3
  11. 无线传感器网络在风力发电机组状态监测中的应用研究,TN929.5;TM315
  12. 水电机组稳定性监测系统的可靠性设计,TV734
  13. 设备状态监测与故障诊断技术应用研究,TH165.3
  14. 矿用高压电缆状态监测及故障诊断预警系统的研究,TM247
  15. 高压输电线路无线电干扰精确测量系统设计,TM726.1
  16. 滑动轴承状态声发射监测技术研究及其工程应用,TH165.3
  17. 基于智能预警管理技术的状态监测系统研发与应用,TP274
  18. 基于WINDOWS CE的机泵群巡检分析诊断仪的软件系统设计,TP274.4
  19. 基于DSP的刀具状态监测系统的研究与开发,TG71
  20. 钻柱振动信号测量及处理技术研究,TE21

中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽轮机（蒸汽透平、汽轮机） > 检修、维护 > 振动测定及清除
© 2012 www.xueweilunwen.com