水平轴风力机侧向载荷及动态特性分析

发布时间：2020-10-31 09:27

　　 水平轴风力机是一个含有多自由度的、复杂的弹性系统。气动引起的载荷在风轮、传动系统、机舱、塔架、地基之间传递。特别是在湍流风下,波动气动载荷会激起风力机系统结构变形和振动,对风力机的系统中载荷传递关系和结构的动态变化特性分析显得很有必要。本文在以下三个方面对风力机系统做了研讨:考虑基座柔性的风力机传动系统建模、风力机侧向载荷推算、基于S变换的风力机侧向动态特性分析。 论文第三部分介绍了本文中所采用的动力学分析方法,主要介绍了拉格朗日方程建模方法、模态综合法的思想和圆盘转子理论相关基础。 论文的第四部分,在介绍传统的风力机刚性轴模型和柔性轴模型之后,采用拉格朗日方程和模态综合方法的思想建立起来考虑基座柔性的风力机传动链模型,进而对风力机增速箱进行进一步的细化,建立起传动系统动力学模型。通过在Matlab中建模仿真获得了该系统的动态响应情况,分析了基座柔性参数对系统固有特性和结构振动的影响。 论文第五部分从确定的气动载荷出发,计算推导了风力机侧向载荷。利用达朗伯原理,考虑了风力机侧向振动惯性环节推导出了塔架侧向受力。采用圆盘转子理论对风力机风轮上的陀螺力进行了研究,并获得了陀螺力对Y轴上的力矩。对一个2MW风力机进行了以上推导过程验证。 论文的第六部分介绍了S变换(ST)理论及其在分辨、分析包含各种频率信号成分存在的信号的优势。基于S变换的方法对风力机叶片摆振、齿轮箱上高、低速轴之间扭转振动、塔架侧向振动加速度信号进行了在时域、频率域和幅值三维坐标上的解析。
【学位单位】：汕头大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TK83
【部分图文】：

[2]。图1-1 世界风资源情况（单位：TWH/A）Fig.1-1 World wind resources风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，以我国为例，如中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源很丰富[2]。在内陆一些小范围之内也存在着风能丰富带，如鄱阳湖附近较周围地区，湖南衡山、安徽的黄山、云南太华山等[3]。中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达 300W/m2以上，3-20 米/秒的风速年累计超过6000 小时。内陆风能资源最好的区域是沿内蒙古至新疆一带，风能密度也在 200-300W/m2，1

汕头大学硕士学位论文 第一章 绪论数据来源：CWEA图1-2 中国风电装机统计Fig.1-2 Total installed capacity of China3、风电装备产量发展截止 2010 年 4 月我国风电设备产量发展趋势如下图所示图 1-3 中国风电设备产量趋势图Fig.1-3 Wind power equipments of China4、风电建设成本降低随着风电开发的规模效应、融资成本的降低、项目开发经验的丰富、风电技术成熟及机组可靠性能的提高，风电建设成本呈现不断下降趋势。以 1.5MW 风机造价为例，其单价已经从 2008 年的 6500 元/千瓦下降到了 2010 年的 4600-4800 元/千瓦。这从侧面也反应了国内设备成本也在大幅度下降，以当前的风力机组价格来讲较 2006 年某些型号的机组成本最高降幅达到 50%，相应其他的成本也有较大降低。5、风电上网电价降低在 2010 年 9 月 10 日的江苏海上风电特许权项目开标的当天，江苏 4 个海上风电项目投标的价格均低于 0.8 元每千瓦时。这比上海东海大桥海上风电最终的上网电价至少低了 0.1783

图 1-3 中国风电设备产量趋势图Fig.1-3 Wind power equipments of China降低模效应、融资成本的降低、项目开发经验的丰富、电建设成本呈现不断下降趋势。以 1.5MW 风机造价/千瓦下降到了 2010 年的 4600-4800 元/千瓦。这从降，以当前的风力机组价格来讲较 2006 年某些型号的成本也有较大降低。降低0 日的江苏海上风电特许权项目开标的当天，江苏 4 每千瓦时。这比上海东海大桥海上风电最终的上网电3
【参考文献】

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本文编号：2863766