Vesivoimalaitoksen turbiini-generaattoriakselin roottoridynamiikka
Hyyryläinen, Miska (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019061119964
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019061119964
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä tehdään vesivoimalaitoksen turbiini-generaattoriakselin roottoridynamiikka-analyysi. Vesivoimalaitosakselista tehdään kolme FEM-laskentamallia eri mallintamistavoilla. Tämän diplomityön tavoitteena on laskennallisesti varmentaa analysoitavan vesivoimalaitosakselin turvallinen toiminta akselin käyttönopeusalueella ja ottaa kantaa eri mallintamistapojen toimivuuteen vesivoimalaitosakselien roottoridynamiikka-analyyseissä.
Työssä esitetään FEM-mallien laadintaprosessit ja selostetaan tehtävä roottoridynamiikka-analyysi. Malleista ratkaistaan akselin kompleksiset ominaistaajuudet, joiden avulla voidaan edelleen selvittää akselin kriittiset nopeudet. Työssä lasketaan myös akselilla esiintyvä vaste vesivoimalaitoksen generaattorin massaepäkeskisyyteen. Analyysit tehdään käyttämällä MSC Nastran -ohjelmaa. Työssä vertaillaan mallien välisiä tuloksia ja pohditaan tuloksissa olevien eroavaisuuksien syitä. In this master’s thesis a hydropower unit turbine-generator shaft rotordynamic analysis will be conducted. Three different FEM-models for the same hydropower unit shaft will be constructed. The main objective of this master’s thesis is to computationally verify the safe operation of the turbine-generator shaft in its operating speed range. Main objectives also include discussing the functionality of different modelling methods in rotordynamic analyses of hydropower turbine-generator shafts.
In this thesis the manufacturing process of FEM-models will be presented. The principles of different rotordynamic analyses will be discussed. Complex eigenvalues and critical speeds will be calculated from all three FEM-models. Additionally, the response to a residual unbalance in the generator rotor will be calculated. The rotordynamic analyses will be conducted with using MSC Nastran Software. The resulting data between the models will be interpreted and the origin of the differences in the data is discussed.
Työssä esitetään FEM-mallien laadintaprosessit ja selostetaan tehtävä roottoridynamiikka-analyysi. Malleista ratkaistaan akselin kompleksiset ominaistaajuudet, joiden avulla voidaan edelleen selvittää akselin kriittiset nopeudet. Työssä lasketaan myös akselilla esiintyvä vaste vesivoimalaitoksen generaattorin massaepäkeskisyyteen. Analyysit tehdään käyttämällä MSC Nastran -ohjelmaa. Työssä vertaillaan mallien välisiä tuloksia ja pohditaan tuloksissa olevien eroavaisuuksien syitä.
In this thesis the manufacturing process of FEM-models will be presented. The principles of different rotordynamic analyses will be discussed. Complex eigenvalues and critical speeds will be calculated from all three FEM-models. Additionally, the response to a residual unbalance in the generator rotor will be calculated. The rotordynamic analyses will be conducted with using MSC Nastran Software. The resulting data between the models will be interpreted and the origin of the differences in the data is discussed.