大型水平轴风力机传动系统动力学分析与仿真

发布时间：2022-08-02 16:06

　　本文根据风力机系统的理论、原理等内在的联系，推导出风力机传动系统动态过程的微分方程，分析了风力机传动系统的动态特性，应用虚拟样机技术实现了风力机传动系统的可视化仿真，对大型风力机的设计、运行、控制和保护具有重要的指导意义。 论文首先介绍了风力机的分类、结构组成及风力机的空气动力学特性和风力发电技术，设计了风力机的传动系统总体参数及齿轮箱主要参数，为进一步对传动系统进行动态特性分析及虚拟样机的可视化仿真研究奠定了基础。 在研究风力机动力学特性的基础上，分析了风速模型和发电机动态模型，建立了水平轴风力机传动系统的刚性轴和柔性轴模型，应用控制学理论和方法对模型进行了动力学仿真，研究了风力机传动系统在随机风况气动扭矩作用下的动力学特性，通过仿真结果的分析与比较验证了模型的正确性。 在PRO／E环境下，研究了斜齿轮参数化建模的方法和步骤，建立了风力机传动系统的三维实体造型。应用MECH／PRO接口软件将三维实体模型成功导入ADAMS软件中，并对风力机传动系统进行了虚拟样机仿真研究，实现了动态载荷作用下齿轮啮合力的输出，为齿轮载荷获取和疲劳寿命预测提供了新的途径。 最后利用... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 国内外风力发电的研究现状
        1.1.1 国外风力发电研究的现状
        1.1.2 我国风力发电的研究现状
    1.2 风力机相关技术的研究现状
        1.2.1 水平轴风力机的动力学研究现状
        1.2.2 计算机辅助分析技术在风力机中的应用
    1.3 本课题的研究方法及主要工作
        1.3.1 课题的背景和意义
        1.3.2 本课题研究方法及主要内容
2 水平轴风力机基本理论
    2.1 风力机分类及结构分析
        2.1.1 风力机分类
        2.1.2 水平轴风力机基本结构
    2.2 风力机的空气动力学特性
        2.2.1 贝兹(Betz)理论
        2.2.2 风力机的特征系数
        2.2.3 风力机的动力特性
    2.3 风力发电技术及特点
        2.3.1 风力发电技术
        2.3.2 风力发电特点
3 水平轴风力发电机传动系统设计
    3.1 总体参数
    3.2 增速箱设计
        3.2.1 设计要求
        3.2.2 主要参数的选择
        3.2.3 齿轮箱设计
4 风力机传动系统动力学建模与分析
    4.1 发电机的动态过程描述及风速的数学处理
        4.1.1 发电机的动态特性
        4.1.2 风速数学模型
    4.2 传动系统动力学模型建立
        4.2.1 建模机理
        4.2.2 刚性轴模型
        4.2.3 柔性轴模型
    4.3 传动系统动力学仿真分析
        4.3.1 基于MATLAB/SIMULINK的仿真框图
        4.3.2 仿真结果与分析
5 传动系统虚拟样机建立与仿真
    5.1 虚拟样机技术
    5.2 虚拟样机的建立
        5.2.1 零部件的建模
        5.2.2 组件装配
        5.2.3 添加约束及模型转化
    5.3 虚拟样机仿真
        5.3.1 仿真算法
        5.3.2 仿真工况
        5.3.3 仿真结果分析
    5.4 MATLAB联合仿真
        5.4.1 ADAMS/Control的设计流程
        5.4.2 仿真模型的建立
        5.4.3 失速特性仿真及结果
6 结论
致谢
参考文献
在校学习期间所发表的论文



本文编号：3668827