采用双向调谐质量阻尼器的风电结构减振控制研究

发布时间：2024-03-30 14:56

　　进入21世纪后,化石能源带来的环境污染问题愈加恶劣,发展和利用风能与太阳能等清洁能源已成为新时代能源的重要发展方向。风力发电作为风能的主要开发措施,由于其产能连续性强和耕地占用面积小等特点,已被列入国家能源生产重要规划中。为了捕获更多的风能,风力发电机结构的尺寸越来越大,结构变得越来越柔,对水平荷载的敏感度不断增加,振动也愈加明显,这就导致结构强度和疲劳等破坏问题愈加严重。因此,本研究提出一种双向调谐质量阻尼器(TMD)减振装置,旨在减小风电结构在地震和风荷载作用下的动力响应,降低结构振动及疲劳问题。以某2.5MW的风电结构为研究对象,通过数值模拟及振动台试验对采用该双向TMD的风电结构在地震作用和风荷载作用下的振动控制进行研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)利用ANSYS有限元软件,建立集中质量模型和考虑叶片与塔筒结构耦合作用的叶片-塔筒模型,其中集中质量模型将机舱、轮毂和叶片等效为质点连接在塔筒结构顶部,叶片-塔筒模型将叶片等效为变截面梁,机舱等效为一个梁,用来连接叶片和塔筒。对两种模型动力特性进行对比分析,为后续分析计算奠定基础。(2)根据风电结构特点,并基于TMD控制理论...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.6国外某风电场风电结构破坏位于英国爱尔兰蒂龙郡地区的某风电场在2015年1月2日时，发生一风力

硕士学位论文5在风荷载下动力响应的增加。风电结构属于“头重脚轻”型结构，塔筒顶部机舱和叶片的质量较大，过大的动力响应会引发更为严重的破坏。风电结构在过大的动力响应下往往会发生严重破坏，如图1.6所示，结构破坏在风电事故中占10%，结构损坏会造成难以承受的经济损失，多数会造成整个机....

图1.7国内某风电场风电结构破坏图1.7为国内某风电场风电结构破坏现场

硕士学位论文5在风荷载下动力响应的增加。风电结构属于“头重脚轻”型结构，塔筒顶部机舱和叶片的质量较大，过大的动力响应会引发更为严重的破坏。风电结构在过大的动力响应下往往会发生严重破坏，如图1.6所示，结构破坏在风电事故中占10%，结构损坏会造成难以承受的经济损失，多数会造成整个机....

图2.1TMD装置图

采用双向调谐质量阻尼器的风电结构减振控制研究14xy(b)装置三维俯视图(c)装置剖面图(d)装置俯视图图2.1TMD装置图yxayxa图2.2单向TMD作用示意图图2.3双向TMD作用示意图单向TMD在风电结构正常工作时可以依据偏航系统的调整很好地控制风电结构在风荷载作用下的动....

图2.6风电

叶片长度43m叶片质量31155kg机舱质量52000kg在有限元模型建立时根据关注的响应，忽略次要构件对结构的影响。为探索不同模型的计算效率和计算精度关系，以模型的基本参数建立两种风电结构有限元模型，一种为集中质量塔架模型，在该模型中忽略叶片、轮毂和机舱的几何....

本文编号：3942516