MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變槳系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文以力學(xué)、幾何學(xué)理論和各種分析軟件為工具，對(duì)液壓變槳機(jī)構(gòu)從理論到建模，從建模再到仿真進(jìn)行了較為全面的深入研究。
　　 由于研究的對(duì)象是上海電氣的兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變槳機(jī)構(gòu)，該變槳距系統(tǒng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，所以先對(duì)該液壓變槳機(jī)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
　　 首先，保留原液壓變槳機(jī)構(gòu)中與運(yùn)動(dòng)有關(guān)零部件以及零部件間相互運(yùn)動(dòng)、約束和相互位置關(guān)系，忽略與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的虛約束、外形等因素的影響。在簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)知識(shí)，對(duì)變槳機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)幾何

2、建模分析，然后利用SolidWorks軟件建立機(jī)構(gòu)的實(shí)體模型，再將其導(dǎo)入了ADAMS中對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，得到變槳機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，得到各主要構(gòu)件參數(shù)與控制油缸性能及驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系，為在變槳過(guò)程中減小槳葉受到的沖擊和振動(dòng)，降低對(duì)液壓缸的性能要求提供了依據(jù)。
　　 其次，以力學(xué)理論為基礎(chǔ)，建立了變槳機(jī)構(gòu)的載荷模型。由于該液壓變槳機(jī)構(gòu)的主要載荷來(lái)自于槳葉的扭矩，文章首先對(duì)槳葉的負(fù)載進(jìn)行了分析，得到空氣動(dòng)力、離心

3、力和重力等引起的槳葉負(fù)載模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)變槳機(jī)構(gòu)的負(fù)載模型進(jìn)行研究，分析了重力、空氣動(dòng)力和摩擦力等引起的負(fù)載，并計(jì)算得到變槳機(jī)構(gòu)的離心力載荷方程。其結(jié)果表明，變槳載荷與葉片槳距角、質(zhì)量分布、風(fēng)輪錐度以及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，其中葉片質(zhì)量分布和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增大會(huì)使變槳載荷增大明顯。當(dāng)槳距角在0-90°變化過(guò)程中，離心力變槳載荷按拋物線趨勢(shì)減小。
　　 利用ANSYS軟件將在SolidWorks中建立的各個(gè)構(gòu)件實(shí)體模型進(jìn)行柔性處理，生成模態(tài)

4、中性文件，將該柔性體導(dǎo)入ADAMS中替換原有的剛性體，對(duì)其重新添加約束，施加載荷，就建立了變槳機(jī)構(gòu)的剛?cè)峄旌象w模型。通過(guò)對(duì)該剛?cè)峄旌象w模型進(jìn)行分析，得到了變槳機(jī)構(gòu)的變槳誤差，以及包含變槳機(jī)構(gòu)各構(gòu)件強(qiáng)度的文件。通過(guò)對(duì)誤差進(jìn)行定性和定量分析的基礎(chǔ)上，提出了控制誤差的辦法，即在變槳盤(pán)上增設(shè)位置傳感器，利用傳感器發(fā)出的信號(hào)控制液壓缸動(dòng)作，對(duì)變槳誤差進(jìn)行補(bǔ)償。此后，將載荷文件導(dǎo)入ANSYS中對(duì)變槳機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件利用有限元法進(jìn)行強(qiáng)度了分析和校核，指