兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力學(xué)分析主要是研究系統(tǒng)的共振和穩(wěn)定性問題，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在自然風(fēng)條件下運(yùn)行時(shí)，由于作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片上的空氣動(dòng)力、慣性力和彈性力等交變載荷，就會(huì)使彈性振動(dòng)體葉片和塔架產(chǎn)生耦合振動(dòng)，如果外界激振力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生共振，共振時(shí)將對(duì)機(jī)組產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞。因此，要排除共振，就要使系統(tǒng)的固有頻率避開外界激振力的頻率。 通過查閱大量的資料，對(duì)葉片揮舞、塔架前后彎曲耦合振動(dòng)情況進(jìn)行了分析，并考慮了方

2、位角ψ的影響。首先將不旋轉(zhuǎn)的塔架部分和旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪部分隔開進(jìn)行研究，采用模態(tài)分析法分別建立了轉(zhuǎn)子輪轂和機(jī)艙塔架的運(yùn)動(dòng)方程，然后利用輪轂和塔架的變形一致條件，將轉(zhuǎn)子輪轂和機(jī)艙塔架的運(yùn)動(dòng)方程耦合，建立了風(fēng)輪轉(zhuǎn)子/塔架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。在模型的建立過程中對(duì)葉片和塔架的模型進(jìn)行了合理簡化，并找到了一種確定簡化后葉片等效剛度和塔筒等效半徑的有效方法。 用所建的數(shù)學(xué)模型對(duì)沈陽工業(yè)大學(xué)1MWSUT-1000機(jī)型進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，得到了系統(tǒng)的固有頻

3、率，結(jié)果顯示沒有與風(fēng)輪的激勵(lì)頻率重合，并且從響應(yīng)曲線上可以看出該機(jī)組是穩(wěn)定運(yùn)行的。并找到了葉片、輪轂、機(jī)艙的質(zhì)量和塔架結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組固有頻率的影響關(guān)系。 為了驗(yàn)證所建模型的正確性，分別利用Bladed風(fēng)力發(fā)電機(jī)組專業(yè)設(shè)計(jì)軟件和ANSYS通用有限元分析軟件對(duì)SUT-1000機(jī)型進(jìn)行了分析和計(jì)算，三種方法的計(jì)算結(jié)果基本一致。 通過以上的分析，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的自主設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，進(jìn)行風(fēng)輪轉(zhuǎn)子/塔架系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，對(duì)于提