摘 要 :以文獻(xiàn)綜述的形式系統(tǒng)地闡述了電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)電耦聯(lián)振動(dòng)及發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)的磁固耦合振動(dòng)的近代研究成果。全文分成3個(gè)方面（即電磁激發(fā)的非線性振動(dòng)；機(jī)電耦聯(lián)的非線性動(dòng)力學(xué)；發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)的磁固耦合非線性振動(dòng)），輕型皮帶輸送機(jī)5個(gè)問題分別進(jìn)行介紹（即電磁力激發(fā)的參數(shù)共振；電磁激發(fā)的多重共振；交流電機(jī)機(jī)電耦聯(lián)振動(dòng)的非線性理論；機(jī)電耦聯(lián)失穩(wěn)振蕩及其動(dòng)態(tài)分岔分析；定子系統(tǒng)磁固耦合的多重共振）。全文列舉了63篇論文，大部分論文的理論結(jié)果均得到了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。最后，對(duì)此領(lǐng)域研究工作的工程意義及今后的研究展望進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞： 機(jī)電冶金振動(dòng)篩耦聯(lián)；磁固耦合；參數(shù)共振；多重共振；失穩(wěn)振蕩

1引言管狀輸送機(jī)

電機(jī)的種類很多，用途各異，有交流電機(jī)和直流電機(jī)，交流電機(jī)中有交流發(fā)電機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，直流電機(jī)中也有直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。各種火電及水電發(fā)電機(jī)組占全社會(huì)總動(dòng)力能源的90%以上，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。600 MW大型汽輪發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)已投產(chǎn)運(yùn)行，1400 MW汽輪發(fā)電機(jī)組在國外已投產(chǎn)運(yùn)行，我大傾角擋邊輸送帶國正在研制世界上最大的700 MW水輪發(fā)電機(jī)組，2003年將要在長(zhǎng)江三峽水電站并網(wǎng)運(yùn)行。由發(fā)電機(jī)組聯(lián)成的電網(wǎng)大系統(tǒng)的電能，可應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)種類繁多的電動(dòng)機(jī)，以拖動(dòng)各種工作機(jī)械，它們可由分瓦功率的電鐘指針直至幾MW的軋鋼電機(jī)，在控制系統(tǒng)中用作功率放大的交磁電機(jī)放大機(jī)其功率可達(dá)20 MW，此外還有礦山及船舶用發(fā)電機(jī)組等。

電機(jī)的機(jī)電耦聯(lián)與磁固耦合振動(dòng)問題是比較復(fù)雜的，它涉及到多個(gè)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，包括力學(xué)（指一般力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、振動(dòng)力學(xué)）與電學(xué)（指電磁場(chǎng)理論、電路理論、電機(jī)理論）及其形成的交*學(xué)科。機(jī)電之間相互作用規(guī)律的研究，需要解決兩個(gè)方面的問題：一方面是正確地建立機(jī)電系統(tǒng)相耦聯(lián)的數(shù)學(xué)模型，機(jī)電分析動(dòng)力學(xué)是研究機(jī)電耦聯(lián)問題很有效的工具，它從能量的觀點(diǎn)，作為統(tǒng)一的方錘式打砂機(jī)法，可用于建立一般力學(xué)與電路理論，連續(xù)介質(zhì)力學(xué)與電磁場(chǎng)理論相耦合的微分方程組系統(tǒng)，去研究機(jī)電耦聯(lián)的相互作用規(guī)律，這方面的工作可參考文 [1~5]，其中文[5]取得了系統(tǒng)的成果。另一方面的問題是所有機(jī)電耦聯(lián)系統(tǒng)描述的數(shù)學(xué)方程都是非線性的，所以非線性方程組的定量定性方法的研究進(jìn)展，是機(jī)電耦聯(lián)振動(dòng)問題的研究者們特別關(guān)注的問題。在弱非線性情況下，已有較為有效的成熟方法，一般采用的方法有Poincare的小參數(shù)法、KBM漸進(jìn)法，該方法對(duì)單自由度及多自由度系統(tǒng)的求解都是十分有效的，并且大大簡(jiǎn)化了研究周期解的穩(wěn)定性，Nagfeh和Mook將各種形式的多尺度法系統(tǒng)化，有效的解決了一些連續(xù)介質(zhì)系統(tǒng)的非線性振動(dòng)問題。強(qiáng)非線性振動(dòng)及非線性動(dòng)力學(xué)問題是目前正在研究的課題，這方面的文獻(xiàn)可參閱文 [6~13]，其中機(jī)電耦聯(lián)系統(tǒng)非線性振動(dòng)方面，文[11]取得了系統(tǒng)的成果。

2 電機(jī)的機(jī)電耦聯(lián)與磁固gzg電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)耦合振動(dòng)問題的研究進(jìn)展

2.1電磁輸送帶激發(fā)的非線性振動(dòng)

2振篩機(jī).1.1概述
電機(jī)的振動(dòng)與噪聲在國際上一直是電機(jī)界的重要問題，由電磁力激發(fā)的振動(dòng)與噪聲是研究的重點(diǎn)之一，但主要成果局限于線可伸縮帶式輸送機(jī)性振動(dòng)與噪聲的研究領(lǐng)域，文[14~46]從理論與實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了各種非線性電磁力，進(jìn)而把非線性振動(dòng)與電機(jī)理論有機(jī)結(jié)合起來，開辟出新的研究領(lǐng)域。

2.1.反擊破設(shè)備2 電磁力激發(fā)的參數(shù)共振
由電磁力激發(fā)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的參數(shù)共振，其所建立的數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)是：振動(dòng)的周期系數(shù)非線性微分方程組與電機(jī)穩(wěn)態(tài)電路的代數(shù)方程組構(gòu)成統(tǒng)一的數(shù)學(xué)系統(tǒng)，由于振動(dòng)微分方程組的系數(shù)是隨電機(jī)運(yùn)行工況而變化的，故它又輸送帶生產(chǎn)線屬于慢變系數(shù)微分方程問題。

對(duì)于不同類型的電機(jī)（例如同步發(fā)電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、直流電機(jī)等）在不同的運(yùn)行工況下（例如三相對(duì)稱、三相不對(duì)稱及各種電氣故障、故障短路等），則電機(jī)氣隙磁場(chǎng)不同，其磁場(chǎng)能量函數(shù)不同，因之振動(dòng)Fu刮板輸送機(jī)方程和電壓方程也不相同，其振動(dòng)規(guī)律因之不同。文[14~32]得到了一系列的參數(shù)振動(dòng)規(guī)律。

文[15]研究了電磁參數(shù)對(duì)固有頻率及共振特性的影響。文[17]研究了多極低速電動(dòng)機(jī)的參數(shù)共振規(guī)律。[16]得到了交流電動(dòng)機(jī)振動(dòng)特性的過渡過程及起振過程的規(guī)律。文[14]研究了三相對(duì)稱與三相不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子由電磁力激發(fā)的參數(shù)共振，得到了轉(zhuǎn)子振動(dòng)與拖動(dòng)的相關(guān)特性和有明顯幾何特性的穩(wěn)定性判據(jù)，得到了高速電動(dòng)機(jī)參數(shù)共振與強(qiáng)迫共振相耦合的振動(dòng)規(guī)律，由于參數(shù)共振與強(qiáng)迫共振聯(lián)合，使純參數(shù)共振的兩條共振分支曲線各自分裂為兩條，連接起來形成以純參數(shù)共振的兩條曲線及零線為漸進(jìn)線的三條分支曲線。以上的理論研究結(jié)果，均得到了實(shí)驗(yàn)研究的驗(yàn)證。所得到的共振規(guī)律的多樣性是機(jī)械系統(tǒng)中所沒有的。例如，共振區(qū)的寬度是變化的，它隨電壓、電流大小而變化，共振區(qū)的寬度不但會(huì)變，GZ電磁震動(dòng)給料機(jī)而且共振區(qū)還會(huì)平移，其幅頻特性形狀隨電磁參數(shù)改變而變化。當(dāng)一相突然短路（不對(duì)稱度達(dá)最大），可使臨界轉(zhuǎn)速大幅度降低，并使共振區(qū)大大的加寬，它的一個(gè)后果是很容易使工作轉(zhuǎn)速落入共振區(qū)內(nèi)，從而突然激發(fā)起大振幅的參數(shù)共振?？蒲兄袊鳶ciEi.com。

文[18~20]研究了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子相耦合的參數(shù)共振，得到了共振幅頻特性隨電機(jī)的有功功率和無功功率變化而發(fā)生多種形態(tài)的變化。文[21]、[26]研究了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸系的彎扭聯(lián)合振動(dòng)。文[29]、[32]、[21]研究了發(fā)電機(jī)磁飽和非線性對(duì)參數(shù)共振及彎扭聯(lián)合共振的影響。文[25]對(duì)電磁阻尼理論及其對(duì)橫向振動(dòng)的影響取得了新的成果，發(fā)現(xiàn)電磁阻尼比機(jī)械振螺旋喂料器動(dòng)阻尼大很多，大幾倍甚至幾十倍。文[31]、[44]發(fā)現(xiàn)電磁對(duì)低階扭振固有頻率有較大影響，并發(fā)現(xiàn)由電磁引起的零階固有頻率，由于其頻率較低，對(duì)低速大型水輪發(fā)電機(jī)組有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。以上所得到的結(jié)果，都是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明的規(guī)律。

2.1.3 電磁激發(fā)的多固定帶式輸送機(jī)重共振

在非線性振動(dòng)系統(tǒng)中，除了在線性系統(tǒng)中固有頻率K和干擾力頻率相等時(shí)產(chǎn)生的共振之外，還會(huì)發(fā)生以下各種共振：

(1) K»w/n,亞諧共振，n為正整數(shù)；

(2) K»nw 超諧共振；

共振模式(4)的共振關(guān)系式是r個(gè)聯(lián)立代數(shù)方程組，這種共振稱為多重共振。

多重共振能同時(shí)激發(fā)多個(gè)模態(tài)發(fā)生共振，它的發(fā)生需要兩個(gè)方面的條件，一方面是需要滿足式(4)的數(shù)學(xué)關(guān)系式，另一方面要求系統(tǒng)的模態(tài)具有適當(dāng)?shù)鸟詈详P(guān)系。

由于電機(jī)軸系的彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)具有多個(gè)固有頻率和多個(gè)頻率的電磁干擾力和力矩，因此很有可能發(fā)生各種多重共振，多重共振的特點(diǎn)是多個(gè)模態(tài)同時(shí)被激發(fā)起來，模態(tài)與模態(tài)振動(dòng)之間發(fā)生能量交換現(xiàn)象，出現(xiàn)調(diào)幅與調(diào)相運(yùn)動(dòng)。

多重共振由于數(shù)學(xué)上求解存在不少困難，是研究得較少的一種振動(dòng)。文[34]把非線性振動(dòng)理論中的平均法和分析力學(xué)方法結(jié)合起來，得到了求解彈性體系非線性振動(dòng)多重共振的能量法，應(yīng)用此法，若能找到振動(dòng)系統(tǒng)非線性干擾力的功，就能求得非線性系統(tǒng)多重共振的一次近似解及精確近似解，而不需要建立彈性體振動(dòng)的偏微分方程，本方法也可以求解多自由度系統(tǒng)的多重共振?？蒲兄袊鳶ciEi.com。

文 [34~46]研究了各種共振關(guān)系的二重共振和三重共振問題。文 [34]研究了固有頻率分裂為二的單頻雙重共振，由于2個(gè)模態(tài)相互耦合的結(jié)果，使共振區(qū)及振幅均比單重共振明顯加寬加大，還出現(xiàn)拍振現(xiàn)象。文 [46]研究存在1個(gè)內(nèi)共振及1個(gè)單頻共振的二重共振，揭示了系統(tǒng)的響應(yīng)曲線存在跳躍現(xiàn)象，在內(nèi)共振欠調(diào)諧時(shí)，系統(tǒng)的頻響曲線呈軟特性，在內(nèi)共振完全調(diào)諧時(shí)，頻響曲線左右對(duì)稱，呈“M”形。在內(nèi)共振過調(diào)諧時(shí)，頻響曲線呈硬特性。文[39]、[43]、[45]研究了各種情況的二重共振問題。文[37]研究了同時(shí)滿足內(nèi)共振、組合共振與單頻共振的三重共振，發(fā)現(xiàn)當(dāng)滿足2個(gè)內(nèi)共振關(guān)系時(shí)，存在雙飽和現(xiàn)象，可以觀察到高階模態(tài)的振動(dòng)能量，通過內(nèi)共振關(guān)系傳給低階模態(tài)，使不受外力激勵(lì)的低階模態(tài)逐漸產(chǎn)生大振幅的振動(dòng)，得到了在共振區(qū)中3個(gè)模態(tài)振幅及其穩(wěn)定性的豐富振動(dòng)特性，文[38]、[40]、[41]研究了多種情況的三重共振的特性。

應(yīng)用多重共振的理論方法，在“8.5”國家重大攻關(guān)項(xiàng)目中，得到了大型汽輪發(fā)電機(jī)組19 Hz的低頻振動(dòng)的規(guī)律，取得了較好的診斷效果。在三峽水輪發(fā)電機(jī)組的重大基金項(xiàng)目中，從理論和實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)了由電磁參數(shù)引起的零階固有頻率，它很容易造成低速大型水輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生共振振動(dòng)，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用多重共振理論方法來研究發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)的振動(dòng)，也取得了很好的效果?？蒲兄袊鳶ciEi.com。

2.2 機(jī)電耦聯(lián)的非線性動(dòng)力學(xué)

2.2.1 概述

機(jī)電耦聯(lián)動(dòng)力學(xué)問題的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子軸系的振動(dòng)微分方程和電機(jī)電流的微分方程相互交叉耦合，形成統(tǒng)一的微分方程組系統(tǒng)，也就是說轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)和電機(jī)的瞬變理論是緊密相耦聯(lián)的。如何正確的建立這種數(shù)學(xué)系統(tǒng)以及如何求得數(shù)學(xué)解是兩大基本難點(diǎn)。在文 [47~56]中分別對(duì)交流電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，把非線性振動(dòng)理論與電機(jī)的瞬變理論有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)立了新的研究領(lǐng)域。

2.2.2 交流電機(jī)機(jī)電耦聯(lián)振動(dòng)的非線性理論

文 [47，48，51]對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)問題進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。建立方程組的方法是首先由電磁理論及給定的邊界條件求得電機(jī)氣隙磁場(chǎng)，據(jù)此求得氣隙磁場(chǎng)能量函數(shù)，再和振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能、勢(shì)能一起，應(yīng)用機(jī)電分析動(dòng)力學(xué)的方法，建立此機(jī)電耦合的方程組。應(yīng)用線性變換及非線性變換的數(shù)學(xué)方法，得到了這些強(qiáng)非線性方程組的解，對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的徑向電磁力、電磁力矩、扭振及橫振進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，得到了經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的各種規(guī)律。發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中電流及扭振很大，比共振的量級(jí)還大，找到了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程強(qiáng)大噪聲的原因所在。發(fā)現(xiàn)激發(fā)扭振的交變電磁力矩的幅值比電機(jī)額定扭矩大4~5倍，其頻率為50Hz，若軸系扭振固有頻率和其相近，極易使軸扭斷。發(fā)現(xiàn)頻率為100 Hz的交變電磁力隨氣隙偏心的增加而顯著變大，當(dāng)偏心超過一定限度，易使轉(zhuǎn)子碰磨定子而造成事故。文 [52，54，55，56]對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)及水輪發(fā)電機(jī)的機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了理論研究和必要的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)三相突然短路、二相線間短路及一相對(duì)中短路等電器故障的瞬變過程進(jìn)行了研究，得到了電流、電磁力矩、轉(zhuǎn)速、扭振及軸段間的扭矩瞬變變化規(guī)律，并研究了激磁電流、定子電阻對(duì)瞬變過程的影響。理論結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有的電氣故障，其電磁力矩及其產(chǎn)生的軸段扭振力矩可達(dá)額定扭矩的數(shù)倍。研究結(jié)果，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組及水輪發(fā)電機(jī)組損傷程度的估計(jì)有重大價(jià)值，對(duì)防止發(fā)電機(jī)組的重大破壞事故有重大意義。以上結(jié)果均得到實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是較長(zhǎng)的彈性軸，不能看成集中質(zhì)量，需用分布參數(shù)的偏微分方程描述，兩者如何建立扭振的機(jī)電耦聯(lián)關(guān)系是一個(gè)沒有很好解決的問題，在文 [54]中找到了一個(gè)解決的辦法。文 [52，59]考慮到同步發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)飽和帶來的電磁非線性關(guān)系，得到了電機(jī)瞬變理論的非線性數(shù)學(xué)模型，可擴(kuò)寬電機(jī)瞬變理論及機(jī)電耦聯(lián)動(dòng)力學(xué)的研究范圍。

2.2.3 機(jī)電耦聯(lián)的失穩(wěn)自激振動(dòng)

電機(jī)和電網(wǎng)的失穩(wěn)自激振動(dòng)，除了使機(jī)械壽命縮短之外，還會(huì)使電流、電壓過載。造成電機(jī)及電器設(shè)備的毀壞。文 [57~59]研究了交流電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)組的機(jī)電耦聯(lián)失穩(wěn)自激振動(dòng)，運(yùn)用機(jī)電分析動(dòng)力學(xué)的方法建立電機(jī)組的機(jī)電耦聯(lián)微分方程組，研究電磁參數(shù)對(duì)失穩(wěn)的影響，對(duì)發(fā)電機(jī)組失磁異步運(yùn)行的理論和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，對(duì)發(fā)電機(jī)組失穩(wěn)自激振蕩Hopf分叉的理論和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。最近應(yīng)用動(dòng)態(tài)分叉的近代理論，得到了失穩(wěn)振蕩的很多的特性和規(guī)律。

2.3 發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)的磁固耦合振動(dòng)

電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成。電機(jī)定子外殼雖然固定于基礎(chǔ)，不像轉(zhuǎn)子由于旋轉(zhuǎn)容易產(chǎn)生振動(dòng)。但是對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組的定子，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸巨大，在電磁力作用下，振動(dòng)和噪聲問題很突出，定子鐵芯的振動(dòng)使定子繞組絕緣磨損、電腐蝕現(xiàn)象加劇，常造成端部繞組短路故障，從而造成電氣設(shè)備破壞，由于故障短路還會(huì)引起機(jī)組軸系扭振破壞事故。

發(fā)電機(jī)定子端部繞組及其綁扎固定結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，其振動(dòng)的力學(xué)模型很復(fù)雜，其固有頻率和振型的精確計(jì)算有一定的難度；端部漏磁場(chǎng)受周圍金屬構(gòu)件的影響，其分布也非常復(fù)雜，因此端部繞組所承受的電磁力很難精確計(jì)算，目前在設(shè)計(jì)制造階段還無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)。另外，大型發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下端部繞組的振動(dòng)監(jiān)測(cè)在國外都已采用光纖測(cè)試方法。而國內(nèi)目前已有的監(jiān)測(cè)振動(dòng)的傳感器及信號(hào)傳輸在強(qiáng)大磁場(chǎng)的條件下無法正常工作。因此定子端部繞組振動(dòng)特性的研究任務(wù)還很艱巨。

文 [60~63]從磁固耦合的理論對(duì)大型發(fā)電機(jī)定子系統(tǒng)的振動(dòng)開展了研究工作。建立了定子雙圓柱殼的變形場(chǎng)和電磁場(chǎng)相互作用、相互影響的耦合機(jī)制，開展了磁固耦合振動(dòng)的研究工作，取得了較系統(tǒng)的成果。最近對(duì)發(fā)電機(jī)端部繞組的磁固耦合振動(dòng)研究也取得了一定的進(jìn)展。

3 研究的工程意義與展望

近年來，為了合理地利用能源、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)環(huán)境，國內(nèi)外電力系統(tǒng)日益向大機(jī)組、超高壓和遠(yuǎn)距離輸電方向發(fā)展，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜、機(jī)組、電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性問題顯得尤為重要。世界上一些大電網(wǎng)（如日本、法國、瑞典、美國等）相繼發(fā)生以電壓崩潰為特征的電網(wǎng)瓦解事故，導(dǎo)致大面積停電，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)紊亂，電壓穩(wěn)定問題重新引起世界各國的廣泛關(guān)注。

汽輪發(fā)電機(jī)組及水輪發(fā)電機(jī)組向超大型發(fā)展，特別是高壓、大電流的進(jìn)一步提高，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，機(jī)組在強(qiáng)大的磁場(chǎng)、電場(chǎng)作用下會(huì)使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)電耦聯(lián)振動(dòng)、穩(wěn)定性及動(dòng)強(qiáng)度出現(xiàn)新的問題。由于磁場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度的提高，發(fā)電機(jī)定子及其端部繞組的磁固耦合振動(dòng)及穩(wěn)定性等動(dòng)力學(xué)問題將會(huì)提到日程上來，變壓器的母線及鐵芯沖片也必須考慮到磁固耦合動(dòng)力學(xué)問題。

由于電氣故障等原因引起發(fā)電機(jī)組機(jī)電耦聯(lián)扭振破壞的事故國內(nèi)外時(shí)有發(fā)生。1970年美國Mohave電站1臺(tái)300 MW汽輪發(fā)電機(jī)組因電網(wǎng)擾動(dòng)引發(fā)次同步振蕩，連續(xù)2次造成斷軸事故。1976年1臺(tái)960 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，由于并網(wǎng)誤操作，造成軸系鍵槽處產(chǎn)生裂紋斷裂。與此同時(shí)，1970年意大利的Laspezia電站的600 MW機(jī)組、1972年英國的Didcot電站2臺(tái)600 MW機(jī)組、1973年前聯(lián)邦德國1臺(tái)600 MW機(jī)組，相繼發(fā)生以上所說性質(zhì)明確扭振破壞事故。1992年上海吳涇電廠1臺(tái)300 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生2次短路事故，造成勵(lì)磁機(jī)軸扭斷。內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)電廠，發(fā)生過誤并網(wǎng)造成軸系扭壞的惡性事故。1985年大同電廠200 MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系斷成5段的特大斷軸事故，根據(jù)專家組調(diào)查分析，其重要的原因是由于機(jī)組負(fù)載增加之后，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流沒有相應(yīng)的調(diào)大，形成欠激磁的工作狀態(tài)，致使發(fā)電機(jī)失步，引起軸系扭振斷裂。但是值得指出，國內(nèi)出現(xiàn)了很多破壞事故，由于監(jiān)測(cè)手段差，沒有記錄下破壞的資料和佐證，專家們對(duì)破壞的原因分析，常常局限于各自專業(yè)知識(shí)范圍，眾說紛紜，得不到確切的結(jié)論。下面引用了第32屆國際大電網(wǎng)會(huì)議的一個(gè)報(bào)告能較好的說明發(fā)電機(jī)組機(jī)電耦聯(lián)振動(dòng)是造成發(fā)電機(jī)組振動(dòng)破壞的重要原因。美國電力所（EPRI）在北美的汽輪發(fā)電機(jī)組上安裝了9套扭振監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TVMS）。對(duì)13臺(tái)大型汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在5年內(nèi)共記錄到108次扭振事故，如事故數(shù)據(jù)庫匯總表所示。由此匯總表可說明對(duì)電機(jī)的網(wǎng)機(jī)耦聯(lián)扭振研究的進(jìn)一步重視和加強(qiáng)力度的必要性。

磁浮軸承的研究已經(jīng)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)召開了五六次相關(guān)的國際學(xué)術(shù)會(huì)議，國外已經(jīng)應(yīng)用到大型高速動(dòng)力機(jī)械上，已有商品。法國研制的大型磁浮軸承，已在900 MW汽輪發(fā)電機(jī)軸承上進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)機(jī)組的振動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)等問題有很多的優(yōu)越性。因此對(duì)磁浮軸承的機(jī)電動(dòng)力學(xué)與控制系統(tǒng)相耦聯(lián)的非線性動(dòng)力學(xué)的研究是有發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值的。

高溫超導(dǎo)材料研究的成果，將使超導(dǎo)電機(jī)的生產(chǎn)帶來希望，它的大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)將會(huì)給電機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性、振動(dòng)問題，帶來新的研究課題。高溫超導(dǎo)材料在遠(yuǎn)距離高壓輸電線路中的應(yīng)用，將帶來能源的大量節(jié)省，其超導(dǎo)結(jié)構(gòu)材料的動(dòng)力與靜力穩(wěn)定性將是一個(gè)需要解決的突出問題。

為尋找更有效的生產(chǎn)電能的方法，試圖研制一種利用膨脹熱氣體作為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的磁流體動(dòng)力式發(fā)電機(jī)。還有一種是利用帶電粒子和不導(dǎo)電流動(dòng)氣體之間的相互作用得到一種電流體動(dòng)力的發(fā)電方式，這種發(fā)電機(jī)為醫(yī)院治療、物理學(xué)研究提供了20 MV的極高電壓。利用磁流體動(dòng)力或電流體動(dòng)力來加速物質(zhì)以獲得推力，應(yīng)用于太空方面的機(jī)電推進(jìn)方案也在研究發(fā)展之中。