風電機組齒輪傳動系統(tǒng)動力學建模與故障分析研究.pdf

1、為了緩解日益嚴峻的能源供應緊張與環(huán)境惡化問題,更好地利用新型的清潔能源成為全世界的共識。風力發(fā)電以其在技術與成本上的優(yōu)勢,近年來得到了快速地發(fā)展。為了保證風電機組運行的穩(wěn)定性、可靠性,避免由于故障所導致的災難性后果,對其關鍵結構、重要部件進行狀態(tài)監(jiān)測與故障識別成為了新興的研究熱點問題。
　　 首先,簡要地介紹了風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的組成以及結構。針對包含行星輪系與定軸輪系的整體齒輪傳動系統(tǒng),應用集中參數(shù)法建立了其動力學模型,分析了

2、系統(tǒng)的內、外激勵,采用數(shù)值計算方法求解系統(tǒng)的動力學方程。通過將仿真結果與實驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了所建立的動力學分析模型的正確性。根據(jù)計算結果,分析了各構件的扭轉振動位移與振動速度、相互嚙合構件間沿嚙合線的相對位移的周期變化規(guī)律。通過比較行星輪系與定軸輪系的振動情況,指出行星輪系的均載特性對系統(tǒng)整體的動態(tài)特性影響較大。提出一種結合Ishikawa公式的輪齒嚙合剛度近似方法,提高了系統(tǒng)動力學方程的求解效率。
　　 其次,采用機械動力

3、學分析軟件ADAMS計算了一實際風電機組行星輪系的固有頻率,并以動力學固有特性的相似性為依據(jù),建立行星輪系的等效分析模型,為理論分析結果的實驗驗證奠定了基礎。針對系統(tǒng)參數(shù)與其動態(tài)特性之間的關系,以各構件可能發(fā)生的故障形式為出發(fā)點,著重探討了嚙合剛度變化與支承剛度變化對行星輪系動力學固有特性所造成的影響,指出嚙合剛度主要影響相互嚙合輪系的高階固有頻率及振型,而支承剛度變化導致系統(tǒng)低階固有頻率的變化。
　　 最后,針對包含行星輪系的