随着我国电力工业的发展,汽轮发电机组单机容量的增大,机组的轴系更长,轴系的弯曲刚度和扭转刚度也显著降低;同时,为了提高电力系统的输电能力,电网侧采取了包括串联补偿电容在内的一系列新技术,增大了轴系扭振的风险。本文以某国产600MW汽轮发电机组轴系作为研究对象,设计和开发了一种汽轮发电机组轴系扭振减振结构,并采用三维实体模型及其有限元计算分析方法,研究减振结构对轴系扭转振动的抑制与削弱作用。主要完成了以下几个方面的研究工作:首先,采用SolidWorks软件建立起汽轮机转子、发电机转子的的三维实体模型。在保证质量及转动惯量不变的情况下,采用一种新的叶片简化建模方法,将汽轮机转子各级叶片轮简化为圆环盘,得到相应的简化轴系模型。对简化轴系模型加载几种典型的扭振激励力矩,并对轴系扭振响应进行计算与分析。计算结果表明:在几种典型电气故障产生的冲击性衰减激励力矩作用下,汽轮发电机组轴系会产生低阶扭转固有振动和与激励信号同频的强迫振动,扭转振动的成分以低阶固有振动为主。然后,针对轴系扭转振动的特点,采用无阻尼动力吸振器结构,设计减振系统。减振结构由质量块和弹性元件组成一个两自由度振动系统,附加在扭振响应幅值较大的轴截面上。针对故障激励引起的轴系扭转振动频率以一阶固有频率为主的特点,确定减振结构的质量块和弹性元件的参数,确保减振结构的固有频率与轴系的低阶扭转振动固有频率接近。最后,采用ANSYS Workbench软件,对添加有减振结构的简化轴系,在几种典型扭振激励力矩作用下,与未添加减振结构的轴系对比分析发现:在几种典型扭振激励力矩信号作用下引起的轴系扭振,在扭振角位移振幅最大的发电机转子自由端处,最大扭转振动幅值有不同程度的降低。同时建立了减振评价指标,对减振结构的减振效果进行了定量评价。定量对比分析表明:减振结构能够大幅度地降低轴系的扭振幅值,降低了轴系扭振破坏的风险,从而验证了减振结构的有效性。