MW级风电机组动力学性能仿真分析的研究.pdf

摘要为了研究风电机组的运行特性以及传动链的动力学特征,以提高风电机组的可靠性。论文从整机系统的角度分析了风电机组的运行特性,对传动链的扭振共振问题进行了分析,还分析了塔架中心载荷与法兰螺栓应力的关系。论文的研究成果可以为风力发电机的设计和故障分析提供参考,具有一定的理论和工程实用价值。论文的主要研究的内容及结构:第一章,绪论。分析了世界范围内风力发电的发展趋势。然后,分别从风速分布及风场模型建立方面、柔性多体系统动力学分析方面、风电机组传动链研究方面以及风电机组运行模拟方面对前人的研究成果进行了分析和总结。第二章,风电机组空气动力学理论及修正。论述了水平轴风:匀发电机的空气进行了叶尖损失修正、轮毂损失修正、����拚�⑶阈蔽擦餍蓿赫�约岸��擦�修正等。第三章,。根据德国劳埃德船级社风机认证规范,绘制了风力发电机齿轮箱以及整机拓扑图,。第四章,风电机组整机动力学分析。对风电机组进行了三种不同风况下的时域仿真,分析了叶片和塔架在风激励下的响应,以及齿轮箱的相应特性。对风力发电机传动链进行了扭振共振分析,绘制了各频段的����图和相应的能量分布图,确定出传动链中的危险共振点。第五章,塔架法兰螺栓连接分析。推导了塔架中心载荷与螺栓应力之间的关系,并建立了法兰螺栓系统的有限元模型对理论推导结果进行了验证。重点研究了,当法兰出现间隙时,螺栓的应力变化情况。并得到了风电机组运行过程中,法兰螺栓的应力时间历程。关键词:风力发电机,传动链,扭振,法兰螺栓中文摘要动力学理论,并考虑实际情况下,风与风机相互作用产生的能量损失,对风模型
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髀���课题的研究背景随着地球上化石能源的急剧减少以及全球环境的日趋恶化,人类渐渐认识到常规矿物能源的局限性和不稳定性。能源作为一个国家生存和发展的基础,能源的短缺不仅会限制国家的发展,严重影响人们的日常生活,还会对国家的安全造成重要影响。��年的震惊世界的石油危机爆发,为了减小对石油的依赖,西方发达国家开始寻找化石能源的代替品,并投入了大量财力,组织了一大批空气动力学、材料科学以及结构力学等领域的专家,利用各学科的新技术研制新一代的风力发电机,由此拉开了风能发展新时代的序幕。��年�拢�捎诘卣鸷Pィ�毡靖5悍⑸�私��暌岳慈�蜃钛现氐暮耸�故。核事故导致全球范围内再次掀起“要不要发展核电�钡拇蟊缏邸:芏喙�蚁嗉�暴发了反核的示威游行。人们在反思核能的同时,纷纷把目光投向了新兴能源市场。风能、太阳能等清洁能源再次引起人们的重视。人们纷纷把清洁能源看作是未来能源发展和开发的新方向。作为可再生清洁能源的风能,资源极其丰富。全球风能总量约�������.�万亿千瓦��渲锌衫�玫姆缒茏试次�×�������。比地球上可开发利用的水能总量还多�倍。可见,地球上的风能对人类来说是取之不尽,用通过数十年的努力,风电行业的发展在全球取得了很大的成就。�世纪末,全球范围内的风电装机容量每隔�攴�环�7缌Ψ⒌绲某杀窘档偷搅��甏��期的��左右。进入�世纪后,全球风电行业一直保持快速发展的势头,如图��所示。��年全全球风电行业同年累计装机容量为�����������������倍,发电量总共累计超过�����,约占世界电力发电总量的���ァJ澜绶段�冢��呈谐》⒄共椒セ郝��滦耸谐∪磁畈7⒄埂V泄�绲�行业��年新增装机容量达�,����既�蛐略鲎盎�萘康��ィ��矫拦��成为世界第一大风电市场【�俊�之不竭的。
霉圜�誓�筷訇僦剞厕瞚�囊����!跋残钌萏堋�蓬�霞我均风速均在�輘以上,尤其是在西北地区、西南高原、东北地区以及沿海线岛屿附近,平均风速更大,年风速在�輘的开发利用价值��N夜�咛宸缒芊植既缤�.��尽�黪蠊以上的时间将近����行┑厍�昶骄�缢倏纱���/�>莨�移�缶滞臣疲�中国全国风能密度约为��/�,风能资源储量约为�����,具有非常