風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)動力安全性分析.pdf

1、現(xiàn)代社會的快速發(fā)展建立在充足的能源基礎(chǔ)之上,隨著化石能源的短缺和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,風(fēng)能作為一種新型的清潔能源越來越受到人們的重視,近年來全球風(fēng)力發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量逐年增加,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展前景十分廣闊。隨著風(fēng)電技術(shù)的日益成熟,為了獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益,風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在向著巨型化方向發(fā)展。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)形式以及所處的復(fù)雜工作環(huán)境,其葉片極易發(fā)生疲勞破壞;同時,風(fēng)力機(jī)的巨型化發(fā)展使得風(fēng)輪對塔架的激勵作用增大,如何保障葉片破壞后塔架結(jié)構(gòu)

2、的安全性,逐漸成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本文通過利用有限元軟件ANSYS對一款2MW級水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架的安全性進(jìn)行了分析。文章從動力特性、風(fēng)致響應(yīng)和穩(wěn)定性三個方面分析了葉片脫落對塔架安全性產(chǎn)生的影響,并提出了葉片脫落瞬態(tài)影響系數(shù)的概念。
　　動力特性分析時,分別分析了葉片脫落對風(fēng)輪和塔架動力特性的影響,分析表明:葉片脫落對風(fēng)輪和塔架的振動模態(tài)都會產(chǎn)生影響,且其瞬態(tài)影響系數(shù)的大小與其對應(yīng)模態(tài)階數(shù)、脫落葉片位置、葉片固有

3、頻率、葉片個數(shù)及塔架振動頻率相關(guān)。通過繪制葉片脫落前后風(fēng)輪和風(fēng)輪-塔架系統(tǒng)的坎貝爾圖,得到葉片脫落對風(fēng)輪的共振轉(zhuǎn)速影響較小,但是增加了風(fēng)輪-塔架系統(tǒng)產(chǎn)生共振的可能性;
　　風(fēng)致響應(yīng)分析時,通過對比分析葉片脫落前后風(fēng)輪和塔架的風(fēng)致響應(yīng),結(jié)果表明:葉片脫落對風(fēng)輪力學(xué)性能的影響較小,但對塔架力學(xué)性能有比較突出的影響,本文分別從葉片剛度、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和風(fēng)速三個方面研究了瞬態(tài)影響系數(shù)的變化規(guī)律,并且把得到的規(guī)律和工程實(shí)際條件相結(jié)合,分別對已有風(fēng)