兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)隨機(jī)風(fēng)載荷預(yù)測(cè)及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、隨著能源問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源受到了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。然而，由于風(fēng)電齒輪箱的工作條件惡劣，受載情況復(fù)雜，導(dǎo)致齒輪箱已成為風(fēng)電機(jī)組中故障率最高的部分，隨著對(duì)風(fēng)電機(jī)組機(jī)械系統(tǒng)長(zhǎng)壽命、輕量化和高可靠性運(yùn)行需求不斷提高，這就對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題提出了很高的要求。本文對(duì)1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行隨機(jī)風(fēng)速預(yù)測(cè)并對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，主要研究工作包括:
　　針對(duì)風(fēng)速的隨機(jī)變化

2、和短時(shí)強(qiáng)陣風(fēng)的沖擊，建立了基于高斯核函數(shù)模糊粗糙理論的隨機(jī)風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，并得到了具有較高仿真精度的預(yù)測(cè)風(fēng)速。根據(jù)風(fēng)能捕獲原理及控制策略，并結(jié)合風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)理論，建立了基于葉尖速比法的隨機(jī)風(fēng)載荷模型，為準(zhǔn)確地求解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)提供了更加符合實(shí)際的外部激勵(lì)轉(zhuǎn)矩。
　　根據(jù)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的彈性變形情況，得到了嚙合線上相對(duì)位移的變化規(guī)律，并構(gòu)建了兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型，考慮齒輪時(shí)變嚙合剛度、綜合嚙合誤差、軸的扭轉(zhuǎn)變形、

3、阻尼以及風(fēng)載荷等內(nèi)外部激勵(lì)的影響，并推導(dǎo)出了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程。
　　對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)阻尼自由振動(dòng)方程進(jìn)行了求解，得出了系統(tǒng)的固有頻率以及各個(gè)構(gòu)件的振動(dòng)模式，并對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)方程進(jìn)行分析，得到了系統(tǒng)在時(shí)變內(nèi)、外激勵(lì)共同作用下固有頻率、振動(dòng)位移、動(dòng)態(tài)嚙合力等的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的變化規(guī)律。
　　在隨機(jī)風(fēng)載荷作用下的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，油膜剛度和摩擦系數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響非常明顯，因而有必要對(duì)齒輪進(jìn)行彈流潤(rùn)滑分析