基于虚拟样机的750KW风电齿轮箱动力学仿真分析

发布时间：2020-03-23 10:44

【摘要】：齿轮箱作为风力发电机组中重要的组成部分,工作环境较为恶劣,致使其故障率较高,其中齿轮故障较为常见。当齿轮箱发生故障时,会影响整个风电机组的正常运行,降低发电效率,带来较大的经济损失。因此,对齿轮故障工况下的风电齿轮箱传动系统进行动力学仿真,研究其动力学特性具有重要意义。本论文通过建立风电齿轮箱传动系统的虚拟样机模型,对其在刚体、刚柔耦合、行星轮系故障、平行级齿轮故障以及变速、变载状态下进行动力学仿真,分析其相应状态下的故障特征。论文主要研究内容如下:1、利用Creo elements/pro5.0软件对某750 KW风电机组齿轮箱传动系统进行建模及装配,将其装配体导入ADAMS动力学仿真软件进行了动力学仿真分析,并从转速和啮合力这两方面验证了模型的可行性。2、利用ANSYS软件将太阳轮、中速级轴和高速级轴进行柔性化,建立了传动系统的刚柔耦合动力学模型。并从转速、位移和啮合力这三个方面,对刚柔耦合模型与刚体模型进行了比较,结果表明,刚柔耦合模型与实际模型更加接近。3、基于正常工况下的刚柔耦合模型分别建立了行星轮系和定轴轮系的故障模型,分别对这两类故障模型进行了动力学仿真分析。通过将啮合力的仿真结果与理论值进行对比,验证了所建故障模型的可行性。4、针对高速级小齿轮故障工况下的风电齿轮箱传动系统刚柔耦合模型,分别在变速和变载工况下进行了仿真分析,得到了变速和变载对高速级小齿轮断齿故障下动特性的影响,结果表明,变速工况对齿轮故障特征及齿轮箱的稳定性的影响较变载工况影响大。
【图文】：

图 1-1 2010 年-2016 年中国新增和累计风电装机容量就近些年风电场的发展而言，虽然解决了部分能源需求的问题，，但一些新的也随着产业的扩大显露出来，风电齿轮箱传动系统的故障问题就是其中较为严问题。出现这个问题的原因有很多，例如风力发电设备的部件结构比较复杂，较低，可靠性较差；风电齿轮箱安装环境较为恶劣；风电传动系统在承受着时

图 2-1 某 750KW 风电齿轮箱传动结构简图 A 为太阳轮；B 为内齿圈；C 为行星轮；D 为行星架；。表 2-1 风电齿轮箱传动系统的主要参数称 模数(mm) 齿数 压力角(°) 螺旋角
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.9;TM314

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本文编号：2596613