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风电机组偏航系统运行特性分析

发布时间:2018-04-04 05:04

  本文选题:偏航系统 切入点:振动特性 出处:《华北电力大学(北京)》2017年硕士论文


【摘要】:风力发电技术经过了很多年的发展,已经成为了目前为止最主要的可再生能源发电方式之一。风电机组偏航系统振动对风电机组安全运行影响很大,实际在役机组偏航系统故障和运行特性研究工作尚处于定性分析阶段,还不能满足生产需要。论文根据风电企业生产提出的课题,开展风电机组偏航系统运行特性尤其是振动特性研究,选题具有重要的工程应用价值。论文以1.5MW风电机组偏航系统为研究对象,建立了参数化的偏航系统三维模型和多体动力学模型,通过施加等效载荷,对偏航系统关键部件进行了强度校核和运动特性分析,研究了偏航系统的振动特性。研究中有关文献资料掌握较为全面和深入,所用数据源于在役机组和运行数据,计算数据和试验结果可靠。论文主要工作和取得成果如下:(1)首先对国内外风电机组主要是用的主动式偏航系统进行了分析,并对其各个零部件的功能及作用做了全面的阐述,包括:驱动电机、液压刹车卡钳、偏航回转支承、偏航刹车盘等。对偏航系统的功能作用以及控制逻辑也做出了概述。(2)使用有限元数值法模拟计算,利用Pro/E作为三维建模的平台。介绍了三维建模软件Pro/E的特点和有点,并利用软件的参数化建模功能建立了偏航系统主要零部件的三维模型。(3)阐述了多体动力学建模与分析软件ADAMS的兼容性与可靠性,使用ADAMS作为模型搭建的平台。对比各类数据传输文件格式的优劣性,最终选用*.x_t和*.igs作为导入模型的文件格式。将模型文件保存为以上两种格式并且导入到ADAMS中,定义模型属性,施加约束,完成多体动力学模型的建立。(4)对风电机组偏航过程中所受载荷进行分类归纳,并将其等效为便于直接在模型上施加的等效载荷。将等效载荷施加到动力学模型上,对其在偏航运动过程中产生的各种响应做出合理的分析。(5)使用经典的有限元分析软件ANSYS Workbench对风电机组偏航系统的关键部件进行分析校核,包括静力学下的固有频率、固有振型、应力、应变、位移等,同时也对其在加载条件下的频率、振型、应力、应变、位移做了相应的分析比较,确定偏航过程中关键部件的稳定性与可靠性。
[Abstract]:Wind power generation technology has been developed for many years and has become one of the most important renewable energy generation methods.The vibration of wind turbine yaw system has a great influence on the safe operation of wind turbine unit. The research work on the fault and operation characteristics of yaw system of actual existing units is still in the stage of qualitative analysis and can not meet the needs of production.According to the project of wind power enterprise production, the paper studies the operating characteristics of wind turbine yaw system, especially the vibration characteristic. The selected topic has important engineering application value.Taking the yaw system of 1.5MW wind turbine as the research object, this paper establishes a parameterized three-dimensional model of yaw system and a multi-body dynamic model. By applying equivalent load, the key components of the yaw system are checked and the motion characteristics are analyzed.The vibration characteristics of yaw system are studied.The relevant literature and materials in the study are comparatively comprehensive and thorough, and the data sources are used in the in-service units and operation data, and the calculation data and the test results are reliable.The main work and achievements of this paper are as follows: (1) first of all, the active yaw system used in domestic and foreign wind turbines is analyzed, and the functions and functions of each component are described comprehensively, including: driving motor,Hydraulic brake caliper, yaw slewing support, yaw brake disc, etc.The function and control logic of yaw system are also summarized. (2) finite element numerical method is used to simulate and calculate, and Pro/E is used as the platform for 3D modeling.This paper introduces the characteristics and some points of the 3D modeling software Pro/E, and establishes the 3D model of the main parts of the yaw system by using the parameterized modeling function of the software.) the compatibility and reliability of the multi-body dynamic modeling and analysis software ADAMS are expounded.ADAMS is used as the platform to build the model.By comparing the advantages and disadvantages of all kinds of data transfer file formats, we finally choose.The model files are saved as the above two formats and imported into ADAMS, the model attributes are defined, and constraints are imposed to complete the establishment of the multi-body dynamics model. (4) the loads suffered during the yawing process of the wind turbine are classified and summarized.It is equivalent to the equivalent load that can be applied directly to the model.The equivalent load is applied to the dynamic model, and the response generated during the yaw motion is analyzed reasonably. Finally, the classical finite element analysis software ANSYS Workbench is used to analyze and check the key components of the wind turbine yaw system.Including the natural frequency, natural mode, stress, strain, displacement and so on under static mechanics. At the same time, the frequency, mode, stress, strain and displacement under loading condition are also analyzed and compared.Determine the stability and reliability of key components during yaw.
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM315

【参考文献】

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本文编号:1708487

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