共振是指激振力的頻率與振動系統的固有頻率重合，這時振幅急劇增大，相位急劇變化。

激振力通常是不平衡力，它的頻率與轉速一緻。在工作轉速（3000r/min），不平衡激振力的頻率為50Hz。這裡所說的共振，通常是指固有頻率接近于工作轉速。

工作轉速是機組長期運行的轉速，為避免共振，固有頻率應避開50Hz。通常要求避開率為20%，即固有頻率要低于40Hz （2400r/min）和高于60Hz （3600r/min）。

轉子的固有頻率稱為臨界轉速。如果臨界轉速與工作轉速接近，将會發生共振。如我國引進西屋的300MW機組，因為勵磁機的臨界轉速（2800r/min左右）接近3000r/min，使這類機組長期振動不正常，需要經常調整平衡。臨界轉速是轉子非常重要的參數，在設計階段要經過嚴格的計算和試驗，一般不會出現接近工作轉速的問題。

還有一類形式的共振普遍存在，即結構共振。結構共振是指汽輪發電機組靜止部件的固有頻率接近工作轉速。如果這些部件存在共振，會加速部件的疲勞破壞。特别是轉子的支承部件，如軸承箱、端蓋、汽缸、基礎等，當這些部件存在共振時，會導緻整個軸系振動的惡化。

（1）轉子的臨界轉速、葉片的固有頻率都有嚴格的要求。機組出廠時廠家必須向用戶提供這方面的數據，但是對于其他部件目前并沒有這方面的要求，在客觀上使得設計和制造部門對避免結構共振的問題重視不夠。

（2）大的結構部件（如汽缸、發電機端蓋、軸承箱）由于其形狀複雜，無論從計算角度還是從試驗角度，在設計階段确定其固有頻率的難度都比較大。

（3）近年從西方國家引進的許多機組額定頻率為60Hz。這些機組的部件如果存在50Hz的固有頻率，在國外的運行條件并不是一個問題，但在我國運行就會存在問題。這是引進機組共振問題較多的原因。

（4）基礎共振。汽輪發電機組基礎（汽輪機平台、混凝土框架）的固有頻率也應該避開50Hz。有的機組本身的振動并不大，但是站在汽輪機平台上卻有明顯的振感，這往往是基礎存在共振引起的。

（5）運行過程的損壞。運行過程部件出現的裂紋、松動等，可以引起部件剛度的降低，使固有頻率落入共振區。

判斷結構共振的方法是：如果接近3000r/min時軸承座振動急劇上升，則存在結構共振的可能性很大。進一步的診斷還要注意以下幾點：

（1）可以排除轉子的臨界轉速。事實上，除了引進300MW勵磁機轉子這樣的特例，國内已投運的各種機組臨界轉速對3000r/min都有足夠的避開率。

（2）主要觀察軸承座振動。結構共振發生于靜止部件，它對軸承座的影響較大，而對轉子的影響相對較小。所以表現為接近3000r/min時軸承座振動的急劇上升。

（3）結構物在三個方向的固有頻率不一緻。某一方向發生共振，其他方向不一定共振。

（4）如果汽輪機的缸體、發電機、勵磁機的外殼振動特别大，而轉子的軸振并不大，則這些部件共振的可能性很大。

（5）如果軸承座振動不大，而汽輪機平台的振動大，則存在基礎共振的可能性很大。

（6）如果結構物的阻尼比較小，則共振區域振動變化率大。有時轉速變化幾十轉，振動就有明顯變化。

（7）存在結構共振時往往振動不穩定，容易出現波動。其原因是運行過程中溫度、膨脹等因素影響到固有頻率，使共振點漂移。

（8）結構共振時相位也會發生劇烈變化。

（9）發電機容易出現2X的振動。如果存在100Hz左右的固有頻率，那麼将發生2X的共振。其特點是在接近3000r/min時2X急劇上升。

以最簡單的單自由度系統為例，其固有頻率的表達式為

如果存在結構共振，可以從兩方面改變結構的固有頻率：①改變剛度k；②改變參振質量m。對于已有的結構，改變質量往往不現實，比較多的是從改變剛度着手。加支撐、緊螺栓、改變管道的長度或直徑等，都是可以嘗試的方法。

汽缸、發電機端蓋、基礎等的體積和質量都很大，一旦出現共振，現場很難徹底解決。如一些電廠采用加固汽缸和端蓋的措施，其效果一般都不夠好。而且加固過程中大量的焊接工作，還容易導緻結構變形。這種情況下，應該将平衡作為首選，通過精細的平衡，将擾動力降低到最小的程度。這樣可以大大削弱共振的放大效應。

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