风电机组传动链扭振建模与寿命损耗分析

发布时间：2017-10-23 17:17

  本文关键词：风电机组传动链扭振建模与寿命损耗分析

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【摘要】：风电机组运行过程中,由于风速是经常变化的,风力发电机组也必将受其影响而时刻处于变速运行之中；另一方面,不稳定的电网和发电机发生故障时都会在发电机转子上施加瞬时电磁扭矩。风速的变化和电网的波动都是长期的存在的,这就使得风电机组传动链经常受到振荡扭矩的作用,其对传动链的长期影响是不可忽视的。发电机故障虽是短期过程,但其对传动链造成的瞬时扭矩很大。这些不稳定的激励源对传动链本身的强度和寿命都将造成不利影响。本文首先对风电机组传动链进行了扭振建模,将传动链等效为单轴线的集中质量模型,并用传递矩阵法分析了传动链模型的固有特性。选取了对传动链影响较大的三种扭振激励源：变化的风速、电网次同步振荡和.发电机匝间短路,用Newmark-β法和Riccati传递矩阵法相结合的算法对传动链扭振动态响应进行分析。最后,用局部应力应变法和雨流计数法对传动链在这三种不平衡激励源作用下的安全性和寿命损耗进行分析。
【关键词】：风电机组 传动链建模 扭振 寿命损耗
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-13
• 1.1.1 风力发电发展现状9-10
• 1.1.2 传动链扭振研究选题背景10-13
• 1.2 课题研究现状13-16
• 1.2.1 风电机组传动链建模研究现状13-14
• 1.2.2 风电机组传动链扭振研究14-15
• 1.2.3 构件疲劳寿命研究现状15-16
• 1.3 本论文的主要工作16-17
• 第2章 传动链模型的建立17-25
• 2.1 风电机组传动链介绍17-18
• 2.2 传动链的模化18-22
• 2.2.1 传动链的等效多轴线集中质量模型18-22
• 2.3 传动链模型固有特性计算22-24
• 2.3.1 传递矩阵法22-24
• 2.3.2 Holzer法计算固有频率24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 传动链扭振的响应计算25-35
• 3.1 引起传动链扭转不平衡的激励源25-30
• 3.1.1 风力变化对扭振的影响25-26
• 3.1.2 电磁力矩波动对扭振的影响26-30
• 3.1.2.1 次同步振荡28-29
• 3.1.2.3 匝间短路故障29-30
• 3.2 动态响应分析30-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 传动链安全性分析及寿命损耗计算35-42
• 4.1 扭振疲劳破坏的特点35-36
• 4.2 局部应力应变法计算疲劳寿命36-41
• 4.2.1 危险截面及其应力集中系数36-37
• 4.2.2 材料扭转S-N曲线估计方法37-38
• 4.2.3 循环计数方法——雨流计数法38-40
• 4.2.4 疲劳损伤寿命计算公式40-41
• 4.2.5 疲劳累计损伤寿命计算41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 实例分析42-54
• 5.1 机型介绍42-43
• 5.2 建模和固有特性分析43-45
• 5.3 交变载荷下传动链疲劳寿命分析45-53
• 5.3.1 传动链静应力分析47
• 5.3.2 交变风速47-49
• 5.3.3 次同步振荡49-51
• 5.3.4 发电机两相短路51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 结论与展望54-55
• 6.1 结论54
• 6.2 展望54-55
• 附表55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

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1 李东东,陈陈;风力发电机组动态模型研究[J];中国电机工程学报;2005年03期

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本文编号：1084499