兆瓦级风力发电机齿轮传动系统动力学分析及优化设计

发布时间：2017-11-20 19:34

  本文关键词：兆瓦级风力发电机齿轮传动系统动力学分析及优化设计

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【摘要】：随着社会经济的快速发展，同时拥有无污染、可再生特点的风能逐渐成为全世界关注的焦点，，风力发电技术也因此得到了快速的发展。随着风力发电机组的大型化，维护成本的提高，对齿轮传动系统的稳定性要求也随之提高。要在有限的经济投入前提下，更高效的获得更多的能源，成为如今社会风电发展的一项重要课题。作为风电设备的核心装置增速箱，因为常年工作在高空、严寒酷暑、多变等工况下，成为了风电设备出现故障最高的部件之一，所以有必要对其进行较全面的动力学分析和优化设计，以保障风力发电机增速箱的正常运行。 本文研究内容是国家自然科学基金项目的组成部分，对1.5MW风力发电机齿轮传动系统进行动力学分析和优化设计，本文的主要研究工作包括： ①以1.5MW风力发电机齿轮传动系统作为研究对象，采用集中参数法建立了齿轮传动系统的物理模型，综合考虑了齿轮的啮合刚度、啮合误差、轴的扭转刚度、齿轮的扭转变形，利用达朗伯原理推导出了传动系统的非线性动力学微分方程。 ②分析计算了风力发电机齿轮传动系统动力学方程中各个参数的计算方法，包括了外部激励、内部激励和阻尼。在这些基础上对齿轮传动系统的振动微分方程进行了求解，利用Matlab编程求解了风力发电机齿轮传动系统的动态响应（振动速度、振动位移、动态啮合力、固有频率等）。 ③以风力发电机齿轮传动系统体积/重量最小和齿轮系统各级齿轮副之间动态啮合力最大值最小为目标函数，建立了1.5MW风力发电机齿轮箱多目标优化模型，并对多目标优化模型中的设计变量、优化目标和约束条件进行了分析和计算。 ④利用Matlab优化工具箱，对风电增速箱进行了优化，并对风力发电机齿轮传动系统优化前后进行了对比，分别从风力发电机齿轮箱基本参数、各级齿轮副之间动态啮合力、系统固有频率进行了对比。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315;TH132.41

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1208300