1037454MAL型摩擦安全編碼器ARS60-H4L01440式磁力聯軸器的參數對轉矩的影響,采用有限元方法進行三維磁場數值計算,得出了磁力聯軸器在靜態和瞬態下氣隙的三維磁場分布。并對影響磁力聯軸器轉矩的關鍵參數如氣隙長度、永磁體厚度、磁極數、從動盤的槽數、槽深以及主動轉速等進行了分析。研究結果表明:當在一定的外形尺寸下,取磁極數為18,槽數為16,槽深為15 mm時其轉矩大為20 N.m左右。另外,增加氣隙長度會降低聯軸器的轉矩;在一定的范圍內,轉矩隨著磁極數、從動盤的槽數、槽深的增大先增大后減小,且槽數不能與磁極數相等;轉矩隨著主動轉速先增大后減小,其變化曲線類似于電機的機械特性曲線,可為選擇相應的電機轉速和磁力聯軸器調速提供依據汽輪發電機組單機容量的增加,轉子結構日趨復雜,此外我國電力資源大多需要遠距離輸電從而需要投入串補裝置或采用高壓直流輸電形式,這些因素都使得汽輪發電機組發生扭振故障的風險加劇。機組發生扭振除造成功率振蕩外,還會引起軸系的扭轉疲勞損傷,威脅機組的安全運行,因此開展對汽輪發電機組扭振故障機理和軸系安全性的分析具有重要意義。本文深入研究汽輪發電機組扭振發生的機理,對扭振中的小信號穩定性、暫態力矩特性進行定性和定量分析,結合軸系疲勞損傷計算方法,開發面向工程實際的汽輪發電機組扭振在線監測與保護系統,為機組安全穩定運行提供保障。首先,按照扭振故障形式將其分為沖擊類和共振類故障,對扭振故障發生機理和故障特性進行研究。其中振故障重點分析了軸系的暫態扭力矩響應特性;而次同步振蕩發生機理復雜,涉及機電網多種因素,本文對次同步振蕩的各種誘因及故障形成過程進行定性分析,并建立待研究系統的全系統線性化模型,利用復轉矩系數法定量計算50Hz內系統的全頻段阻尼,從負阻尼特性角度深入研究次同步振蕩發生的機理,分析影響次同步振蕩的主要因素。其次,采用基于多段集中質量軸系模型的機電網聯合仿真方法,研究扭振故障的暫態力矩特性。目前在次同步振蕩時域仿真中常用的是軸系的簡單集中質量模型,其在描述機網間耦合振蕩行為時與實際情況存在偏差。為此對簡單集中質量軸系進行了擴展,采用多段集中質量模型,并分別利用傳遞矩陣-逐步積分法和解耦降階方法計算軸系的扭振響應,實現基于PSCAD統一平臺的機電網聯合仿真,更準確反映機網之間的耦合振蕩,并得到軸系局部的扭矩和應力信息。再次,基于扭振故障下軸系的扭轉疲勞損傷計算結果,對機組的安全性進行分析。在軸系疲勞損傷計算中除考慮軸系的各個危險截面以外,還考慮了葉片和聯軸器等薄弱環節的受力情況。通過建立轉子-葉片的耦合分析模型,采用傳遞矩陣法計算機組扭振故障下葉片的響應;利用有限元法計算聯軸器傳遞不同扭矩時,聯軸器及其連接螺的剪切力。考慮平均應力、應力集中系數等因素的影響,對基于扭轉疲勞試驗數據獲得的軸系材料S-N曲線進行修正。后,將汽輪發電機組的扭振故障診斷和安全性分析方法用于工程實踐,研發了軸系的在線監測與保護系統。根據中廣核某核電廠的工程需求,結合扭振故障診斷和安全性分析理論,基于B/S模式開發了汽輪發電機組軸系扭振在線監測系統,實現對扭振狀態實時監測、故障診斷等功能,并類扭振故障和次同步振蕩采用不同的響應計算方法,可快速、準確地對軸系扭振安全性作出評價;基于C/S模式研發用于汽輪發電機組扭振的保護裝置并用于工程實踐,以疲勞損傷為主要依據,制定不同級別的保護邏輯,既能對機組實施及時的保護,又能有效避免不必要的保護動作。

1037454MAL型摩擦安全編碼器ARS60-H4L01440電液比例控制技術的核心控制元件,它介于閉環伺服閥與常規開關閥之間,已成為現今液壓系統的常用組件,有著工程應用前景。電液比例換向（節流）閥是其中的一種,可以控制液流的流向和大小。本論文研究了一種利用閥芯雙運動自由度實現的導控型電液比例換向（節流）閥,本論文稱之為：2D電液比例換向（節流）閥。2D電液比例換向（節流）閥由2D換向（節流）閥、壓-扭聯軸器和比例電磁鐵三部分組成。本論文的創新點在于利用壓-扭聯軸器將比例電磁鐵的直線位移轉化成2D換向（節流）閥閥芯的旋轉運動,進而推動閥芯滑動,實現電液比例換向（節流）閥的功能。它具有導控結構簡單、控制精度高、單級流量大等優點。本論文主要對2D電液比例換向（節流）閥進行原理性研究,各章分述如下：介紹了論文研究背景和電液比例閥的特點,簡述了比例電磁鐵和各類電液比例閥的國內外研究現狀,概括了論文的選題意義和主要研究內容。第二章介紹了2D伺服閥,藉此提出了2D電液比例換向（節流）閥并分析了結構和原理,提出了多種導控方案,設計了三通2D電液比例換向（節流）閥。第三章針對2D換向（節流）閥導控級建立數學模型,隨后進行穩定性分析,建立穩定條件,然后進行動態仿真,分析了幾個主要參數對導控級的動態特性的影響。第四章設計壓-扭聯軸器及其構,并分析其原理,然后對壓-扭聯軸器模型進行數學建模,解形并且與ANASYS仿真的數值結果進行比較,驗證了數學建模的可靠性。第五章闡述式壓-扭聯軸器及其料選擇和加工,介紹了實驗臺的搭建與實驗數據的計算方法,然后通過實驗測試其壓扭轉換效果,驗證了-扭聯軸器可行性,并且壓扭效果達到2D比例閥設計要求。第六章對論文進行全面總結,指出尚未解決的問題,提出以后的研究重點。