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1 lnhalt 8 Grundlagen der Signalanalyse Zeitebene und Frequenzebene Gerate und Verfahren zur Signalanalyse Analoge Spektrum-Analysatoren Digitale Spektrum-Analysatoren Digitalisierung von analogen Zeitsignalen Auflosung, Genauigkeit und Dynamik der Digitalisiemng Abtastzeit, Abtastfrequenz und Analyse-Frequenzbereich Bedeutung der Sample and Hold" -Schaltung Shannon-Abtasttheorem und Alias-Effekt Anti-Alias-Filter Digital-Filter Uberabtastung Mittelung von Zeitsignalen (synchrone Mittelung) Systeme zur mehrkanaligen Erfassung von Zeitsignalen Seriell arbeitende Systeme Parallel arbeitende Systeme Transformation der Zeitfunktion in den Frequenzbereich Grundbegriffe der Filtemng Fast-Fourier-Transformation Zeitfenster und Zeitdatensatz Fensterfunktion Rechteck-Fenster Hanning-Fenster Flat-Top-Fenster Vergleich der Fenster-Funktionen Grundbegriffe der digitalen Signalanalyse Frequenzbereich Anzahl der Frequenzlinien Abstand der Frequenzlinien (Auflosung) Bandbreite Messzeit Untere Grenzfrequenz Dynamik Phasenwinkel-Spektrum Messung und Analyse Triggerung der Messdatenerfassung Freilaufende Triggerung Inteme Triggerung Exteme Triggerung Mittelung von Frequenzspektren Linear gewichtete RMS-Mittelung Exponentiell gewichtete RMS-Mittelung Spitzenwert-Messung C>Peak Hold") Synchrone Mittelung

2 8.7 Darstellung von Frequenzspektren Lineare und logarithmische Darstellung Kaskaden-Diagramm (Wasserfall-Diagramm) Differenzspektrum Ordnungsanalyse Zoom-Funktion Sonderfunktionen Kepstrumanalyse Hullkurvenanalyse Vergleich von Anaiyse-Verfahren Die Signalanalyse als Werkzeug der Maschinendiagnose Literatur Verfahren und Werkzeuge zur schwingungsdiagnostischen 9-3 Uberwachung von Kraftwerksturbosatzen 9.1 Ausfuhrungsformen Datenerfassung Signalanalyse der Schwingungen Digitalisierung der Zeitsignale Datenreduktion durch Bilden von Kenngroften Bedeutung des Phasenwinkels Aufgaben und Aufbau der Datenerfassungseinheit Datenverarbeitung und Datenspeicherung Zeit-und ereignisorientierte Datenspeicherung Ermitteln des Normalverhaltens Grenzwerte im Nennbetrieb Grenzwerte fur Differenz-Alarm Grenzwerte fur Transienten-und Sprung-Alarm Grenzwerte fur Zustands-Alarm Oberwachen von An- und Abfahrvorgangen Melden und logisches Verknupfen von Grenzwertverletzungen Beispiele fur die schwingungsdiagnostische Uberwachung 9-24 von Maschinensatzen in thermischen Kraftwerken 9.6 Werkzeuge zur Dokumentation und Diagnose des 9-29 Maschinenzustandes Auswertungen und Darstellungen der Zustandsvektoren Messwert-Tabellen Balken-Diagramme Betriebstagebuch Darstellungen zur Dokumentation des Maschinenverhaltens 9-36 im Nennbetrieb Trend-Diagramme Kaskaden-Diagramme Polar-Diagramme Statische Wellenlage LogischerTrend 9-45

3 9.6.3 Darstellungen zur Dokumentation des drehzahlveranderlichen 9-46 Betriebes Drehzahl als Funktion der Zeit Zustands-Kenngr6lien uber der Drehzahl Kaskaden-Diagramme Ortskurven (Nyquist-Diagramme) Toleranzschlauch Statische Wellenlage Kaskaden-Orbit (Corbit) Sonderfunktionen zur Tiefendiagnose Zeitfunktion der Schwingungen Kinetische Wellenbahn (Orbit) Multi-Orbit (Morbit) und dynamische Wellenlage FFT-Frequenzanalyse T ransientenrecorder Hilfs-Werkzeuge Dateiservice Statistische Analyse Logikeditor Literatur Ursachen und Diagnosemerkmale der Schwingungen 10-3 von Kraftwerksturbosatzen 10.1 Maschinenzustand und Schwingungsverhalten Besonderheiten der Kraftwerksturbosatze Schwingungsursachen und Schwingungsarten Ubersicht uber die Arten der Schwingungsanregung Selbsterregte Schwingungen Erzwungene Schwingungen Schwingungsanregung durch selbsterregte Schwingungen Der Einfluss des Gleitlagers auf das Schwingungsverhalten von Rotoren Schwingungen durch Selbsterregung aus Gleitlagem (Lagerinstabilitat) Schwingungen durch Selbsterregung infolge von Spaltstromen (Welleninstabilitat) Schwingungsanregung durch Schrumpfsitzreibung Schwingungsanregung durch erzwungene Schwingungen Schwingungsanregung durch mechanisch und thermisch bedingte Unwuchten Anregung durch zeitlich konstante Unwucht infolge mangelhafter Auswuchtgute Anregung durch langsam veranderliche Unwucht Leistungsabhangige Schwingungen Schwingungen durch zeitweise auftretende Unwucht (betriebsparameterabhangige Unwucht) Anregung durch sprunghaft veranderliche Unwucht Schwingungen durch Resonanznahe oder Andemng des Resonanzabstandes

4 W& Seminane Schwingungsanregungen durch Anstreifen von rotierenden an stationaren Teilen Schwingungen durch Kupplungs-und Ausrichtfehler Kupplungsfehler Ausrichtfehler Diagnose von Kupplungs- und Ausrichtfehlern Schwingungsanregungen durch Rotor-Anisotropie (Parametererregte Schwingungen) Schwingungsanregungen durch konstmktive Rotor-Anisotropie Schwingungsanregungen durch Rotor-Anisotropie infolge eines radialen Wellenanrisses Elektrisch angeregte Schwingungen Schwingungsanregung durch elektromagnetische Radialkrafte im Luftspalt Schwingungsanregung durch Einflusse aus dem elektrischen Netz Schwingungsanregung durch magnetische Unsymmetrie infolge Verformung des Generatorstanders Schwingungen durch eng benachbarte Anregungsfrequenzen Expertensysteme fur die Schwingungsdiagnose von Turbosatzen Vision oder lllusion? 10.7 Literatur Fallbeispiele zur Schwingungsdiagnose von 11-3 Kraftwerkstu rbosatzen 11.1 Anstreifen einer HD-Turbine beim Abfahren Das Problem Dokumentation und Diagnose Zusammenfassung Lockere Stabkeile am Generator eines 500 MW Turbosatzes Das Problem Dokumentation und Diagnose Das Ergebnis Ablagemng von Olkohle in den Lagerdichtungen einer lndustrieturbine Das Problem Dokumentation der Messergebnisse Diagnose und Befund Schaufelschaden am ND2-Laufer eines 900 MW Turbosatzes Das Problem Dokumentation, Diagnose und Befund Zusammenfassung Anomales Schwingungsverhalten des Generators eines MW Turbosatzes Das Problem Dokumentation der Messergebnisse Diagnose und Befund Ursache und Abhilfe 11-50

5 11.6 Anomales Schwingungsverhalten des Generatorlagers eines dreiwelligen GuD-Turbosatzes Das Problem Dokumentation der Messergebnisse Diagnose und Problemlosung Anstreifen des ND1-Laufers eines 900 MW Kernkraftwerks turbosatzes durch Fundamentverformung Das Problem Dokumentation und Diagnose Ursache und weitere Vorgehensweise Selbsterregte Schwingungen am Getriebe eines 60 MW HKW-Turbosatzes Das Problem Dokumentation und Diagnose Abhilfe Anomales Schwingungsverhalten eines Generators infolge mangelhafter Aufstellung auf dem Fundament Das Problem Dokumentation und Diagnose Ergebnis Stichwortverzeichnis A-1 Bezugsquellen A-15