報告書番号

U98059

タイトル（和文）

水車－発電機系の軸振動モード解析プログラムの開発

タイトル（英文）

Development of a shaft vibration analysis program for hydroelectric generator

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

水車発電機の軸振動解析を行うために、危険速度解析および定常不つりあい解析が行える解析プログラムを開発した。本プログラムは有限要素法で定式化され、ジャイロ効果が考慮でき、ふれまわりモードの回転方向を自動的に判別できる。本プログラムでは、主軸用のはり要素、主軸に付属する機器のための剛体円板要素、および軸受用のバネ要素が使用できる。 本プログラムの適用性を、既設水車発電機の危険速度解析から確認し、同時に解析モデル作成上の注意事項をまとめた。さらに、ジャイロ効果を考慮した危険速度解析および定常不つりあい解析を行った。この結果より、ジャイロ効果を考慮すると、水車発電機の実態に近い危険速度評価ができること示した。また、不つりあい重量による重心の偏りを仮定することで、定常回転時の水車発電機の各部のふれまわり半径を算定でき、系の回転部分と固定部分の接触防止に役立つデータが得られることも示した。

概要 （英文）

In order to analyze critical speed and steady state unbalance response of hydroelectric generator, a shaft vibration analysis program was developed. This program was formulated by Finite Element Method, includes gyroscopic effect, and automatically distinguish between forward and backward whirl mode. In this program, three kinds of elements can be used: beam elements for flexible shafts, rigid disk elements for attached equipments, and spring elements for bearings. In this paper, three examples of hydroelectric generators were analyzed to confirm the accuracy of this program. And following two results were obtained from critical speed analysis and steady state unbalance analysis with gyroscopic effect:1) Considering gyroscopic effect, the analyzed critical speeds and whirl modes become more similar to actual behavior of hydroelectric generator.2) The radius of whirling motion can be calculated by the assumption of distance of eccentricity. The calculated radius of whirling motion is useful for avoiding collision between rotating parts and fixed parts of hydroelectric generator.

報告者

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