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水轮发电机组转子相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子振动有较大影响。通过引用电磁刚度表达水轮发电机转子的气隙磁场能，利用拉格朗日方程，建立了刚性和短轴承弹性2种支承方式下的转子振动模型。利用李雅普诺夫非线性振动稳定性理论，研究了电磁刚度和轴承弹性支承在转子的临界转速和偏心力作用下的横振幅值的影响，并分析了电磁、机械、轴承等参数对临界转速的影响程度。为进一步深入研究水轮发电机组轴系统在电磁、水力和机械结构参数共同作用下的动力特性打下基础。