Possibility of Detecting Defects in the Stator of Turbogenerator from the Spectrum of Vibroacoustic Signal

We present a simulation method providing estimation of vibratory acceleration spectra of the elements of operating stator of the turbogenerator having defects weakening the attachment fittings. A methodology and results of experimental determination of the frequency characteristics of the accelerance of the turbogenerator stator structure from the places of defect origination to hull plating of the stator are presented. The developed procedure is intended for testing turbogenerators of power plants in the state of overhaul and/or bench testing at the manufacture plants. We used a method of impact excitation by the exciter unattached to the structure. A list of measurement equipment and error of determination of the frequency characteristic of the calibration block is presented. Comparative analysis of the frequency characteristics obtained on four stators of TVV-320-2 turbogenerators which differ in technical conditions and service life (which included estimation of the correctness of measurements) demonstrated the possibility of assessing the frequency characteristics of the stator proceeding from the data obtained for the only one turbogenerator of each type. The scheme of placing sensors on the stator hull provides detection of the defects within a sector with the central angle 90^o. The obtained estimates of the frequency characteristics of the stator structure can be used for simulation modeling of vibroacoustic fluctuations of the stator hull plating for working turbogenerator having defects of weakening the attachment fittings with the goal of assessing the possibility of detecting defects through spectral symptoms attributed to stator derangement. Shortcomings of the instant impact model are considered. Examples and recom mendations regarding construction of dynamic models of the stator defects are given.

конструкция статора , дефекты ослабления креплений , ударные испытания , сигнал силы , сигнал реакции , частотная характеристика ускоряемости , контроль правильности измерений , динамическая жесткость , динамическая податливость , диагностические признаки , обнаружение дефектов , stator structure , defects of weakening the attachment fittings , shock tests, impact signal , response signal , frequency characteristic of accelerance , control of measurement correctness , dynamic rigidity , dynamic pliability , diagnostic signs , defect detection

1. Титов В. В., Хуторецкий Г. М., Загородная Г. А. и др. Турбогенераторы. Расчет и конструкция. - Л.: Энергия, 1967. - 895 с.

2. Фридман В. М., Шкода Г. В., Школьник В. Э. Колебания статора турбогенератора, связанные с вращающимся магнитным полем / В сб.: Электросила. 1974. № 30. С. 17 - 21.

3. Батуев Г. С., Голубков Ю. В., Ефремов А. К. и др. Инженерные методы исследования ударных процессов. - М.: Машиностроение, 1977. - 240 с.

4. Цветков В. А. Диагностика мощных генераторов. - М.: НЦ ЭНАС, 1995. -235 с.

5. Самородов Ю. Н. Дефекты генераторов. - М.: ЗАО «Энергетические Технологии», 2005. - 350 с.

6. ГОСТ ИСО 7626-5-99. Вибрация и удар. Экспериментальное определение механической подвижности. Часть 5. Измерения, использующие ударное возбуждение возбудителем, не прикрепленным к конструкции. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 21 с.

7. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных / Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 540 с.

8. ГОСТ Р ИСО 5348-99. Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 19 с.

9. Генкин М. Д., Соколова А. Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. - М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.

10. Назолин А. Л., Поляков В. И. Исследование виброударных режимов движения в системе стяжное ребро - сердечник электрической машины / Электричество. 2007. № 6. С. 26 - 30.

11. Назолин А. Л. Математическая модель виброударного процесса в крайнем пакете шихтованного сердечника статора электрической машины / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. №2. С. 10-17.

12. Назолин А. Л. Динамическая диагностическая модель узла крепления обмотки в пазу сердечника статора мощного турбогенератора / Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2012. № 2. 77-30569/310057.

13. Морозов А. H., Назолин А. Л. Имитационное моделирование виброакустических колебаний корпуса статора турбогенератора с дефектом ослабления крепления упругой подвески / Нелинейный мир. 2009. № 7. С. 556 - 562.