一、水輪發(fā)電機組振動與動不平衡
立式水輪發(fā)電機組的振動， 雖然說有水力、電氣、機械三方面的原因， 但是多數(shù)是由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡所引起的 。 因為水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子體積大、重量也大， 由多個部分組成， 加工、組裝工藝很難保證平衡， 并且也難以進行靜平衡試驗， 即使做了靜平衡試驗也難以保證動平衡 。 轉(zhuǎn)子在靜止時并不產(chǎn)生不平衡力矩， 當(dāng)轉(zhuǎn)子以某一角速度旋轉(zhuǎn)時， 卻會產(chǎn)生一個不平衡力偶 。 這種不平衡， 做靜平衡試驗也是無法發(fā)現(xiàn)的， 只有在轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運動時才會出現(xiàn)， 故稱之為動不平衡 。
二、動平衡試驗條件
轉(zhuǎn)子動平衡試驗首先要有振動測試條件， 振動的測試方法大體有三種：百分表測振法；應(yīng)變梁測振法和拾振器測振法 。 這中間第一種方法各電站都具備條件， 就是用橋機吊著靜止重物， 重物上吸一只帶有磁力表座的百分表， 表的量桿垂直頂在被測物上 。 要選擇適當(dāng)重量的試重塊， 選擇試重塊的重量時， 應(yīng)使機組振動大小比原來有顯著區(qū)別， 但為避免發(fā)生劇烈振動， 也不宜加得太重， 一般可根據(jù)在額定轉(zhuǎn)速下， 該試重所產(chǎn)生離心力的允許值而定， 也可以根據(jù)機組振動值的大小來確定 。
1．確定試加重塊的重量
按試加重塊所產(chǎn)生的離心力， 約為發(fā)電機轉(zhuǎn)子重量的0.5%~2.5％來確定試加重塊的重量 。
文章插圖
【中小型立式水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子動平衡分析】 式中 P一試加重物的重量， N
G—發(fā)電機轉(zhuǎn)子重量， N
g一重力加速度， cm/s2
R—試加重塊固定半徑， cm
n—額定轉(zhuǎn)速， r/min
對低轉(zhuǎn)速機組， 式中的0.5%~2.5％取小值， 對高轉(zhuǎn)速機組， 則取大值 。
2．使試加重塊產(chǎn)生的離心力約為實際最大不平衡力的一半， 而最大不平衡力在試驗前是難以確定的， 可大致按每增加轉(zhuǎn)子重量的1％的離心力， 其振動增加0.01mm的關(guān)系來決定試加重塊的大小， 即：
文章插圖
式中 P一試加重物的重量， N
μ—機組未加試重時的最大振幅值， mm
G—轉(zhuǎn)子重量， kN
g一重力加速度 。 cm/s2
R—試加重塊固定半徑， 10-2mm
n—額定轉(zhuǎn)速， r/min
這個公式比較適合高轉(zhuǎn)速機組 。
三、動平衡試驗方法
三次試加重法是水電站對發(fā)電機轉(zhuǎn)子進行動平衡的常用方法 。 在機組無勵磁空轉(zhuǎn)時， 測量機組振動， 若機組振動過大， 超過規(guī)定的允許值時， 應(yīng)進行動平衡試驗 。
三次試加重法就是順序地在發(fā)電機轉(zhuǎn)子的同一半徑互成120°的三點逐次加試重塊， 分別啟動機組至額定轉(zhuǎn)速， 并測記軸承所在機架各次的振幅值連同未加重所測得的振幅值共四個值， 根據(jù)這四個振幅值求出轉(zhuǎn)子存在的不平衡力和方位 。