CN117787065B - 发电机轴系稳定性优化方案生成方法、装置及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种发电机轴系稳定性优化方案生成方法、装置及计算机设备。发电机轴系稳定性优化方案生成方法包括基于轴系临界转速有限元模型获取初始轴系临界转速值；若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；优化轴系稳定性设计参数，根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值；根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
Description
技术领域
本申请涉及发电机制造技术领域，特别是涉及发电机轴系稳定性优化方案生成方法、装置及计算机设备。
背景技术
发电机组是水力发电厂的重要关键设备，随着发电机向高转速大容量发展，发电机的转子起停机频繁且工作状态日益复杂，因此，对转子的性能和稳定性要求更高。
转子稳定性分析是转子动力学问题中的重要组成部分，主要研究旋转机械运转稳定性规律。转子稳定性主要研究范畴为：转子系统的临界转速计算、转子不平衡的稳态响应计算以及瞬态响应分析等。在设计和生产阶段，转子稳定性分析主要关注的是转子的临界转速计算以及转子的不平衡响应。
传统技术中通过人工标定的方式来实现发电机轴系稳定性方案的生成，这种方式严重依赖设计人员的经验，导致最终生成的发电机轴系稳定性优化方案可靠性不高，无法支持对发电机轴系稳定性准确调整，因此，目前急需一种可靠的发电机轴系稳定性优化方案生成方案，以支持对发电机轴系稳定性准确调整优化。
发明内容
基于此，有必要针对相关技术中无法快速地对轴系的稳定性进行优化的问题，提供一种发电机轴系稳定性优化方案生成方法，能够可靠的生成发电机轴系稳定性优化方案，以支持对发电机轴系稳定性准确调整优化。
第一方面，提供一种发电机轴系稳定性优化方案生成方法，方法包括：
基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；
若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；
优化轴系稳定性设计参数，并根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值；
根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
在其中一个实施例中，优化轴系稳定性设计参数，并根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值包括：
提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度，以首次优化轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型；
若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型；
若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则提高机架刚度，以再次优化轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型。
在其中一个实施例中，提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度包括：
提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在其中一个实施例中，提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度包括：
获取与基础混凝土刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第一备选刚度集合；
从第一备选刚度集合中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，得到目标基础混凝土刚度，并提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度包括：
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则获取与阻尼器刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第二备选刚度集合；
从第二备选刚度集合中选取阻尼器刚度中间值对应的刚度，得到目标阻尼器刚度，并提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在其中一个实施例中，调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离包括：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离。
在其中一个实施例中，减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离包括：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米。
在其中一个实施例中，提高机架刚度具体包括：
增加上机架和下机架上的立筋的厚度和/或数量、增加上机架和/或下机架上的环板的厚度、在上机架和/或下机架上增设加强筋。
第二方面，提供一种发电机轴系稳定性优化方案生成装置，装置包括：
临界转速获取模块，用于基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；
参数获取模块，用于当初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；
优化模块，用于优化轴系稳定性设计参数，并根据仿真优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值；
生成模块，用于根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
第三方面，还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意实施例的方法的步骤。
第四方面，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例中的方法的步骤。
上述发电机轴系稳定性优化方案生成方法、装置、计算机设备及存储介质，通过轴系临界转速有限元模型，能够快速地确认初始轴系临界转速值，并在初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值时，通过优化发电机对应的轴系稳定性设计参数，来优化初始轴系临界转速值，如此反复优化，直至更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值，得到最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。故能够可靠的生成发电机轴系稳定性优化方案，以支持对发电机轴系稳定性准确调整优化。
附图说明
图1为一个实施例中电机轴系稳定性优化方案生成方法的应用环境图；
图2为一个实施例中电机轴系稳定性优化方案生成方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中电机轴系稳定性优化方案生成方法的流程示意图；
图4为一个实施例中电机轴系稳定性优化方案生成装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的电机轴系稳定性优化方案生成方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。终端102将发电机轴系稳定性优化方案生成请求上传至服务器104，服务器104响应该发电机轴系稳定性优化方案生成请求，基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；优化轴系稳定性设计参数，并根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值；根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种发电机轴系稳定性优化方案生成方法，包括以下步骤：
S100，基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值。
其中，轴系临界转速有限元模型可以基于发电机轴系的初始数据，并依靠有限元分析软件建立。可选地，有限元分析软件可以为ANSYS，具体可以是ANSYS12.1。
可选地，发电机轴系的初始数据可以从限元分析软件中选取获得，也可以通过用户向限元分析软件中输入数据获得，具体不限定。
其中，初始轴系临界转速值是数值等于发电机轴系横向固有频率时的转速值。它可以基于轴系临界转速有限元模型输出数据中获取得到。
S200，若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度。
其中，预设目标轴系临界转速值可以是预先设定的。当获取到初始轴系临界转速值后，可以通过比较初始轴系临界转速值与预设目标轴系临界转速值的大小，来判断初始轴系临界转速值是否小于预设目标轴系临界转速值。
若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则表示当前的初始轴系临界转速值并不满足轴系稳定性的要求，需要对发电机轴系进行优化，优化的前提，是获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，这些轴系稳定性设计参数是提高发电机轴系稳定性相关的参数，具体包括了基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度。
其中，基础混凝土刚度是指对发电机基础进行固定的混凝土结构刚度。当对基础混凝土刚度进行优化时，可以提高基础混凝土的刚度值。当对当前上导轴承中心线与转子中心线距离及当前下导轴承中心线与转子中心线距离进行优化时，可以改变当前上导轴承中心线与转子中心线距离及当前下导轴承中心线与转子中心线距离。优化机架刚度可以优化上机架和下机架的材料、结构等。
S300，优化轴系稳定性设计参数，并根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值。
当初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，并获取发电机对应的轴系稳定性设计参数后，可以对轴系稳定性设计参数进行优化，优化的方式不限于提高刚度、调整位置等。
当对某一些轴系稳定性设计参数进行优化后，若更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值仍然小于预设目标轴系临界转速值，则需要继续对轴系稳定性设计参数进行优化，前一次优化的方式与后一次优化的方式可以相同也可以不同，在此不作限制。
当优化到更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值时，则表示轴系稳定性已经满足轴系稳定性的要求。
S400，若最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
当更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值时，可以确定当前的轴系稳定性设计参数为最终优化得到的轴系稳定性设计参数。此时可以给予该最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。用户可以根据当前生成发电机轴系稳定性优化方案继续后续的发电机电动机的其他部分的设计或者对轴系进行试制、生产。
上述发电机轴系稳定性优化方案生成方法中，通过轴系临界转速有限元模型，能够快速地确认初始轴系临界转速值，并在初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值时，通过优化发电机对应的轴系稳定性设计参数，来优化初始轴系临界转速值，如此反复优化，直至更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值，得到最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。故能够可靠的生成发电机轴系稳定性优化方案，以支持对发电机轴系稳定性准确调整优化。
在一些实施例中，S100步骤之前还包括步骤：
S20，获取发电机组主轴的尺寸参数；
其中，发电机组主轴的尺寸参数可以包括主轴的长度、各轴段的径向尺寸等。
这里所指的发电机组包括整个机组的轴系，具体应当包括发电机、水泵水轮机的轴系。
S40，基于发电机组主轴的尺寸参数，建立主轴模型；
S60，获取发电机组轴系的边界参数；
其中，发电机组轴系的边界参数可以通过用户向限元分析软件中输入数据获得。
S80，基于主轴模型及发电机组轴系的边界参数，建立轴系临界转速有限元模型。
在本申请的实施方式中，步骤S300中优化轴系稳定性设计参数，可以通过优化发电机轴系的边界参数来实现。这是由于转动部分的重量发电机侧占了绝大部分，所以调整发电机侧的参数会起到主因。
具体到本申请的一些实施例中，如图3所示，步骤S300包括：
S320：提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度，以首次优化轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型。
S340：若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型。
S360：若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则提高机架刚度，以再次优化轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型。
当初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，并获取获取发电机对应的轴系稳定性设计参数后，可以先对基础混凝土刚度和阻尼器刚度进行优化，若更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则继续对上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离进行优化，若再次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值仍然小于预设目标轴系临界转速值，则最终对机架刚度进行优化。
首先优化基础混凝土刚度和阻尼器刚度，是由于相较于优化其他参数的方式，该方式会更简单明了且高效。而进一步地对上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离进行优化，能够快速地对轴系整体结构进行调整，调整过程虽然较为复杂，但调整效果明显。最后对机架的刚度调整，能够适应小范围的轴系临界转速值的调整，并且其调整方式也相对简单且在制造上也较为容易实现。
因此，按照上述的步骤进行优化的方式，能够更加快速地达到预设目标轴系临界转速值，并使的轴系整体结构稳定可靠。
这里需要指出的是，由于对上导轴承中心线与转子中心线距离及当前下导轴承中心线与转子中心线距离进行调整后，轴系的整体结构布局应当需要作出适应性调整，因此，在优化上导轴承中心线与转子中心线距离及下导轴承中心线与转子中心线距离的同时，可能还需要对一些相关参数进行适应性地调整。
具体到本申请的一些实施例中，如图3所示，提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度包括：
提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
目标基础混凝土刚度可以是比当前的基础混凝土刚度高一定高度值的刚度。例如，当前的基础混凝土刚度为5MN/mm，则目标基础混凝土刚度可以是10MN/mm。
基础混凝土刚度满足受力要求是由阻尼器本身特性决定，当提高阻尼器刚度时，不可避免的也会提高阻尼器对混凝土的径向力，而混凝土本身即使通过优化钢筋结构等，其承载力也是有限的，所以阻尼器的刚度也不可能无限制的增加。
目标阻尼器刚度可以是比当前的阻尼器刚度高一定高度值的刚度。例如，当前的阻尼器刚度为1.5MN/mm，则目标阻尼器刚度可以是3.5MN/mm。
进一步地，提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度包括：
获取与基础混凝土刚度对应的发电机轴系的可选刚度，得到第一备选刚度集合；
从第一备选刚度集合中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，得到目标基础混凝土刚度，并提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度。
其中，第一备选刚度集合基于该基础混凝土刚度以及基于行业规范预先确定的基础混凝土刚度与发电机轴系稳定性之间对应关系得到。
举例来说，若当前基础混凝土刚度为5MN/mm，则获取对应的发电机轴系的可选刚度，可选刚度为6MN/mm、8MN/mm、10MN/mm、12MN/mm、15MN/mm，对应得到以上刚度的第一备选刚度合集。从该第一备选刚度合集中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，也即10MN/mm，确定10MN/mm为目标基础混凝土刚度，则提高当前基础混凝土刚度5MN/mm至目标基础混凝土刚度10MN/mm。
因此，通过从第一备选刚度合集中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，一方面能够实现经济优势，另一方面能够更加高效地降低初始轴系临界转速值，以优化轴系稳定性。
另外，当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度包括：
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则获取与阻尼器刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第二备选刚度集合；
从第二备选刚度集合中选取阻尼器刚度中间值对应的刚度，得到目标阻尼器刚度，并提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
同样的，第二备选刚度集合基于该阻尼器刚度以及基于行业规范预先确定的阻尼器刚度与发电机轴系稳定性之间对应关系得到。
因此，通过从第二备选刚度合集中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，一方面能够实现经济优势，另一方面能够更加高效地降低初始轴系临界转速值，以优化轴系稳定性。
具体到本申请的一实施方式中，调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离包括：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离。
通过减小当前上导轴承中心线与转子中心线距离和减小当前下导轴承中心线与转子中心线距离，能够优化轴系的支点位置，从而改善轴系的受力情况。
更具体地，减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离包括：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米。
由于调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离会对轴系的整体结构布局产生一定影响，因此，需要控制调整的范围在50毫米~200毫米，避免对轴系的整体结构布局调整过多而造成优化过程复杂。
具体到本申请的一实施方式中，提高机架刚度包括：
增加上机架和下机架上的立筋的厚度和/或数量、增加上机架和/或下机架上的环板的厚度、在上机架和/或下机架上增设加强筋。
通过以上优化方式，即直接又简单，能够快速地达到上机架和下机架的刚度调整要求。
为了便于理解本申请的发电机轴系稳定性优化方案生成方法，以下提供一具体实施例进行说明：
1、在ANSYS12.1上建立轴系临界转速有限元模型，基于轴系临界转速有限元模型，得到初始轴系临界转速值为1.05倍额定转速值，初始轴系临界转速值未达到要求的1.25倍额定转速值，因此，需要对发电机轴系稳定性进行优化；
2、将当前上机架混凝土刚度提高至7MN/mm，并将当前下机架混凝土刚度提高至10MN/mm；在当前上机架混凝土刚度和下机架混凝土刚度满足混凝土受力要求时，将当前阻尼器刚度增加至3.5MN/mm；再次得到轴系临界转速值为1.15倍额定转速值，仍然需要对发电机轴系稳定性进行优化；
3、根据轴系结构布置，最大限度改善导轴承中心与转子中心线距离，将当前上导轴承中心线与转子中心线距离减小100mm，且当前下导轴承中心线与转子中心线距离减小150mm，再次得到轴系临界转速值为1.18倍额定转速值，仍然需要对发电机轴系稳定性进行优化；
4、增加当前上机架和下机架的立筋厚度，使得上机架和下机架的径向刚度提高到7MN/mm，再次得到轴系临界转速值为1.25倍额定转速值，达到要求的1.25倍额定转速值，因此，对发电机轴系稳定性优化完成。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的发电机轴系稳定性优化方案生成方法的发电机轴系稳定性优化方案生成装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个发电机轴系稳定性优化方案生成装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于发电机轴系稳定性优化方案生成方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种发电机轴系稳定性优化方案生成装置，包括：临界转速获取模块100、参数获取模块200、优化模块300和生成模块400，其中：
临界转速获取模块100于基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值。
参数获取模块200用于当初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度。
优化模块300用于优化轴系稳定性设计参数，并根据仿真优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值。
生成模块400用于根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
上述发电机轴系稳定性优化方案生成装置中，通过轴系临界转速有限元模型，能够快速地确认初始轴系临界转速值，并在初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值时，通过优化发电机对应的轴系稳定性设计参数，来优化初始轴系临界转速值，如此反复优化，直至更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值，得到最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。故能够可靠的生成发电机轴系稳定性优化方案，以支持对发电机轴系稳定性准确调整优化。
在一些实施例中，优化模块300还用于提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度，以首次优化轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型；
若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型；
若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则提高机架刚度，以再次优化轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型。
在一些实施例中，优化模块300还用于提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；和当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在一些实施例中，优化模块300还用于获取与基础混凝土刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第一备选刚度集合；从第一备选刚度集合中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，得到目标基础混凝土刚度，并提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度，且还用于当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则获取与阻尼器刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第二备选刚度集合；从第二备选刚度集合中选取阻尼器刚度中间值对应的刚度，得到目标阻尼器刚度，并提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在一些实施例中，优化模块300还用于减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离。
在一些实施例中，优化模块300还用于减小上导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米。
在一些实施例中，优化模块300还用于增加上机架和下机架上的立筋的厚度和/或数量、增加上机架和/或下机架上的环板的厚度、在上机架和/或下机架上增设加强筋。
上述发电机轴系稳定性优化方案生成装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output，简称I/O）和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储三维装配模型相关的数据。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种机器人关节减速机选型方法。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；
若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；
优化轴系稳定性设计参数，并根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值；
根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度，以首次优化轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型；
若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型；
若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则提高机架刚度，以再次优化轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取与基础混凝土刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第一备选刚度集合；
从第一备选刚度集合中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，得到目标基础混凝土刚度，并提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则获取与阻尼器刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第二备选刚度集合；
从第二备选刚度集合中选取阻尼器刚度中间值对应的刚度，得到目标阻尼器刚度，并提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
增加上机架和下机架上的立筋的厚度和/或数量、增加上机架和/或下机架上的环板的厚度、在上机架和/或下机架上增设加强筋。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；
若初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；
优化轴系稳定性设计参数，并根据优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于预设目标轴系临界转速值；
根据最终优化得到的轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
提高基础混凝土刚度和阻尼器刚度，以首次优化轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型；
若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则调整上导轴承中心线与转子中心线距离和下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型；
若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则提高机架刚度，以再次优化轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取与基础混凝土刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第一备选刚度集合；
从第一备选刚度集合中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，得到目标基础混凝土刚度，并提高基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则获取与阻尼器刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第二备选刚度集合；
从第二备选刚度集合中选取阻尼器刚度中间值对应的刚度，得到目标阻尼器刚度，并提高阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
减小上导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米，并减小下导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
增加上机架和下机架上的立筋的厚度和/或数量、增加上机架和/或下机架上的环板的厚度、在上机架和/或下机架上增设加强筋。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种发电机轴系稳定性优化方案生成方法，其特征在于，所述方法包括：
基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；
若所述初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，所述轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；
提高所述基础混凝土刚度和所述阻尼器刚度，以首次优化所述轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型；若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于所述预设目标轴系临界转速值，则调整所述上导轴承中心线与转子中心线距离和所述下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化所述轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的所述轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型；若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于所述预设目标轴系临界转速值，则提高所述机架刚度，以再次优化所述轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于所述预设目标轴系临界转速值；
根据最终优化得到的所述轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提高所述基础混凝土刚度和所述阻尼器刚度包括：
提高所述基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度；
当所述基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高所述阻尼器刚度至目标阻尼器刚度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提高所述基础混凝土刚度至目标基础混凝土刚度包括：
获取与所述基础混凝土刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第一备选刚度集合；
从所述第一备选刚度集合中选取基础混凝土刚度中间值对应的刚度，得到目标基础混凝土刚度，并提高所述基础混凝土刚度至所述目标基础混凝土刚度；
所述当所述基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则提高所述阻尼器刚度至目标阻尼器刚度包括：
当所述基础混凝土刚度满足混凝土受力要求时，则获取与所述阻尼器刚度对应的发电机轴系稳定性的可选刚度，得到第二备选刚度集合；
从所述第二备选刚度集合中选取阻尼器刚度中间值对应的刚度，得到目标阻尼器刚度，并提高所述阻尼器刚度至所述目标阻尼器刚度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述上导轴承中心线和所述下导轴承中心线与转子中心线的距离，包括：
减小所述上导轴承中心线与转子中心线距离，并减小所述下导轴承中心线与转子中心线距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述减小所述上导轴承中心线与转子中心线距离，以及减小所述下导轴承中心线与转子中心线距离包括：
减小所述上导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米，并减小所述下导轴承中心线与转子中心线距离50毫米~200毫米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提高所述机架刚度包括：
增加上机架和下机架上的立筋的厚度和/或数量、增加上机架和/或下机架上的环板的厚度、在上机架和/或下机架上增设加强筋。
7.一种发电机轴系稳定性优化方案生成装置，其特征在于，所述装置包括：
临界转速获取模块，用于基于轴系临界转速有限元模型，获取初始轴系临界转速值；
参数获取模块，用于当所述初始轴系临界转速值小于预设目标轴系临界转速值，则获取发电机对应的轴系稳定性设计参数，所述轴系稳定性设计参数包括基础混凝土刚度、阻尼器刚度、上导轴承中心线与转子中心线距离、下导轴承中心线与转子中心线距离以及机架刚度；
优化模块，用于提高所述基础混凝土刚度和所述阻尼器刚度，以首次优化所述轴系稳定性设计参数，并根据首次优化后的轴系稳定性设计参数更新轴系临界转速有限元模型；若基于首次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于所述预设目标轴系临界转速值，则调整所述上导轴承中心线与转子中心线距离和所述下导轴承中心线与转子中心线距离，以二次优化所述轴系稳定性设计参数，并根据二次优化后的所述轴系稳定性设计参数二次更新轴系临界转速有限元模型；若基于二次更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值小于所述预设目标轴系临界转速值，则提高所述机架刚度，以再次优化所述轴系稳定性设计参数，并根据再次优化后的轴系稳定性设计参数再次更新轴系临界转速有限元模型，直至基于更新后的轴系临界转速有限元模型得到的轴系临界转速值不小于所述预设目标轴系临界转速值；
生成模块，用于根据最终优化得到的所述轴系稳定性设计参数，生成发电机轴系稳定性优化方案。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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