CIVA仿真模拟风机变桨轴承的相控阵超声检测

风机变桨轴承经常出现断裂影响电力生产,为实现对变桨轴承内部状态监控,使用CIVA仿真模拟变桨轴承的相控阵超声检测工艺,探究适合变桨轴承的相控阵超声检测工艺和缺陷测量方法。针对内齿型变桨轴承缺陷特征,通过CIVA进行仿真模拟。结果表明:螺栓孔到齿根部区域采用横波斜探头扇形扫查、螺栓孔到轴承密封圈区域采用纵波直探头和横波斜探头扇形扫查相结合的方式可实现对变桨轴承的检测区域全覆盖;同时,深入探究其缺陷的测量方法,当缺陷高度不超过3 mm时可采用–6 dB法进行缺陷测量,当缺陷高度超过 3 mm时采用端点衍射法进行测量最佳。该仿真模拟技术为风机变桨轴承裂纹相控阵超声检测提供了合适的检测方法和缺陷判断技术。     

风力发电机滑动偏航系统载荷特性分析

偏航控制过程中,滑动式偏航系统载荷特性是影响风力发电偏航系统安全可靠性的关键因素,现以2 MW风力发电机为研究对象,采用IEC标准中Von Kamman谱模拟湍流风,考虑重力载荷、气动载荷及惯性载荷的影响,建立风力发电机组模型,基于Bladed软件仿真风力发电机偏航时机组的动态特性,研究偏航时风况、偏航速度及偏航角度对滑动式偏航系统荷载的影响规律,为风力发电机的运行维护及改进设计提供依据。研究结果表明,偏航过程中同时变桨,变桨速率对偏航轴承的荷载有重要影响。湍流强度影响偏航轴承的疲劳和极端载荷的波动情况,偏航速度越大,偏航轴承处极限荷载越大。     

G58-850型风机变桨系统故障分析及处理

风力发电机变桨系统发生故障,往往部件损坏严重,修复难度较大,费用较高。针对大唐洮南风电场发生的多起G58-850型风力发电机变桨系统故障,通过对风电场全部风机变桨系统的逐一排查,发现7台风机存在相同故障。经过详细分析,确定故障原因为风机运行时间较长造成的变桨系统部件磨损、金属疲劳损坏,并有针对性地提出修复整改措施,提高了风机运行的可靠性和安全稳定运行水平。     

风电机组变桨轴承变形研究与有限元分析

变桨轴承是风电机组的关键部件,其应力状态和变形对风电机组的安全运行有重大的影响。建立承受联合载荷作用的变桨轴承的计算模型,采用Newton-Raphson方法计算变桨轴承在外载荷作用下的变形情况,并应用ANSYS软件建立变桨轴承有限元模型,模拟轴承在联合载荷作用下的应力场和变形量。有限元分析结果验证了计算模型的准确性,可为变桨轴承结构设计提供理论依据。     

大型风机的独立变桨控制方法

为了缓解风力发电机组由于风速扰动所造成的疲劳载荷,给出了一种基于RBF神经网络滑模独立变桨控制策略。通过分析风力机的基本特性,提出将RBF神经网络滑模功率控制单元和独立变桨控制单元相结合的控制方式。RBF神经网络滑模功率控制单元通过对发电机电磁转矩及桨叶桨距角的控制来平衡风力机的气动转矩,使风轮保持额度转速,实现稳定风电机组的输出功率的目的。而RBF神经网络独立变桨滑模控制单元通过实时微调风机桨距角,来优化功率控制单元的统一桨距角信号,实现缓解风机结构疲劳载荷的目的。最后,通过建立基于RBF神经网络滑模独立变桨控制的风力发电机组进行相应的仿真与实验,证明基于RBF神经网络功率控制和独立变桨滑模控制相结合的方法具有良好的控制效果,稳定风机输出功率的同时,极大地缓解风机的结构载荷,降低风力发电机组的维护成本。     

新型风力发电机组变桨控制算法研究

变桨控制系统是变速恒频风力发电机组的重要组成,它不仅关系到大型兆瓦级风机的安全运行,而且对风能吸收具有较好的控制作用。其中变桨控制算法是其控制系统的核心部分,它能减小整机机械载荷,为风机功率稳定输出做出重要贡献。这里基于2 MW双馈风力发电系统,提出具有转速二阶陷波滤波器的增益调度-神经网络PI控制算法,使风机能以最佳速率变桨到最佳桨距角位置,从而输出稳定功率,减小整机振动。最后对2 MW双馈异步风机变桨控制进行仿真和实际监控图分析,结果表明该控制算法具有良好控制效果。     

大型双馈异步风力发电机组变桨控制算法研究

变桨控制系统[1]是变速恒频风力发电机组的重要组成本分,它不仅关系到大型MW级风机的安全运行,而且对风能的吸收具有较好的控制作用。其中变桨控制算法是其控制系统的核心部分,为减小整机机械载荷、风机功率的稳定输出做出重要贡献。基于2.0 MW双馈风力发电系统的基础上,提出了具有转速二阶陷波滤波器的增益调度-双PI(notch filter gain-schedule double PI)控制算法,对风机运行于额定风速以上的变桨控制策略[2],使风机能够以最佳的速率变桨到最佳桨距角位置,从而输出稳定的功率,减小整机的振动,减小风机在3P、6P处产生过大的振动。最后对2.0 MW双馈异步风机变桨控制进行仿真和实际监控图分析,结果表明,其控制算法具有良好控制效果。     

工业机器人和机器视觉在风力发电机组变桨轴承装配中的应用

介绍了风力发电机组变桨轴承机器人装配平台,论述了这一平台中工业机器人装配设计的主要难点。分析了工业机器人视觉定位、位置补偿、状态实时检测与软件仿真技术,通过项目验证了工业机器人和机器视觉在风力发电机组变桨轴承装配中的应用效果。     

浅谈风力发电机组的液压和电动变桨系统

全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机组均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机组在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。变桨距控制按执行机构可分为液压变桨和电动变桨两种类型,以Vestas公司的液压变桨系统和Mita-Teknik公司的电动变桨系统为例,对这两种变桨系统的结构及特点进行了分析。     

风电机组变桨轴承螺栓疲劳寿命研究

为实现大型水平轴风电机组轮毂与变桨轴承联接高强度螺栓的抗疲劳设计,提出基于有限元非线性分析的疲劳强度校核方法。本文建立了轮毂与变桨轴承联接高强度螺栓的非线性有限元模型,考虑变桨轴承螺栓联接系统刚度分配,特别考虑变桨轴承在工作过程中刚度随接触角变化的影响,得出螺栓内应力与外力的的非线性关系。通过载荷二维线性插值得到螺栓时序应力,由雨流计数和累积损伤计算得到整圈螺栓疲劳累积损伤分布,并进一步找到最大累计损伤位置。在此基础上,计算并分析螺栓材料疲劳性能、螺栓预紧力、螺栓数量与法兰厚度等对最大累计损伤的影响。结果表明,所提出的方法和流程在变桨轴承螺栓疲劳强度分析与校核上具有可行性和有效性。     

40Cr大轴表面的补焊

我厂旋转机械大轴表面损伤时有发生.1989年8月2号机力塔风机大轴键槽局部损伤,因检修人员补焊处理时选择焊接工艺不当,运行中大轴从补焊部位断裂,使得风机叶片全部损坏.1993年5月一风扇磨大轴(40Cr,Φ220) 的轴承及键槽部位表面严重损伤,拆出修理,为保证补焊质量,我们对大轴材料的性能、可焊性进行了认真分析,并且有针对性地拟定了多种方案,做了补焊工艺试验,对试验结果进行分析比较,选择了冷焊工艺方法来进行补焊处理,经检验和运行考验,效果良好.本文就所做的工作情况总结如下:     

2种在役风机螺栓孔相控阵超声检测方法

风机装备中存在大量螺栓连接结构，螺栓孔一旦出现缺陷，可能导致整个基体断裂，造成重大事故，但目前螺栓孔缺陷检测方法存在漏检和误判的情况。针对该问题，经过调研、理论分析和实物研究，研制出专用工装与探头结合的直射法、扇扫描偏转法2种螺栓孔缺陷检测方法。以风机变桨轴承螺栓孔为研究对象，采用CIVA软件对2种检测方法进行模拟，可检测出矩形模拟裂纹。采用实际变桨轴承螺栓孔加工矩形槽缺陷进行试验，结果表明直射法可实现对螺栓孔裂纹的缺陷检测。研究为螺栓孔的服役状态监控提出了新的方法，有利于保证螺栓连接结构的安全服役。     

变速风力发电机组的变桨控制及载荷优化

针对额定风速以上,如何抑制变速风力发电机组因反馈信号滞后引起的输出功率波动以及机组载荷等控制技术问题进行研究。在研究了传统变桨控制的基础上,提出基于风扰动的前馈补偿控制与传统PID反馈信号相结合的变桨控制策略。通过MATLAB环境下进行仿真研究,结果表明:桨控制策略能够快速使风力机的输出转矩保持在额定转矩附近,减小风机转速波动以及风电机组传动链扭振,从而降低风电机组承受的气动载荷使得系统运行更加平稳。     

电站锅炉磨煤机减速器齿轮轴断齿原因分析

某电站锅炉磨煤机减速器齿轮轴发生断齿失效故障,通过宏观形貌观察、断口微区检测、化学成分检测、显微组织检测、力学性能检测等方法对锅炉磨煤机减速器齿轮轴断齿原因进行分析。结果表明:齿轮轴的轮齿表面未形成明显的硬化层导致表面耐磨蚀能力不足;材料中夹杂物较多,且基体硬度较高,导致轮齿的韧性变差;齿轮轴在运行过程中轮齿各部位承载不均匀,局部承载的接触压应力较大;同时运行过程中的反复疲劳载荷引起疲劳开裂直至断裂。     

风机变桨轴承螺栓的疲劳性能研究

杆部直径不同的变桨轴承螺栓的耐疲劳性能会直接影响风力发电机的使用寿命。采用静态拉伸试验、螺栓结合面拉开试验和疲劳试验等方法对杆部直径不同的变桨轴承的疲劳性能进行分析。结果表明,在相同运行工况下,缩小变桨轴承螺栓的杆部直径,降低螺栓与被连接件的刚度比,可有效改善螺栓的疲劳性能。     

风机变桨系统分析和研究

风机的变桨系统在风力发电机组的整个运行过程中发挥着非常重要的作用,它可以保证风机充分的利用风能,提高效率,稳定输出功率。本文简要介绍了该系统的结构及工作原理,并分析了该系统的控制方案的特点。     

某电厂锅炉屏式再热器夹持管爆管原因分析

对某电厂发电机组锅炉屏式再热器(屏再)夹持管连续多次爆管原因进行了分析,认为在焊接过程中未能严格执行焊接工艺要求,致使焊接接头的热影响区产生晶粒粗大和黑色网状晶界的不良组织,并且焊后热处理不当使熔合线产生了沿晶裂纹,这些裂纹在机组运行过程中逐渐扩展造成管子沿焊缝熔合线开裂。对此,建议加强设备监造,对重要的承压部件进行无损探伤抽检和理化性能试验。     

基于倍福PLC的风电机组变桨控制设计与研究

为了提高控制精度,加强变桨系统稳定性,以模糊自适应PID控制为核心算法,设计了一套以倍福PLC为主控,三相同步永磁伺服电机为执行机构的风机变桨距系统。并成功于国内某风电企业的双馈变桨距风力机上通过测试,对现场测试结果进行分析得知,此PLC变桨系统可以使风机安全可靠运行,验证了硬软件设计的合理性。     

基于柔性叶片模型的独立变桨减载控制

为减小大型风机叶片疲劳载荷,针对某1.5 MW变速变桨风力发电机组模型进行研究。利用WRTS-800和PRDS-600仿真实验平台进行仿真,分析了叶片周期性及时变性载荷源的特性。建立了用于仿真叶片振动情况的柔性叶片模型,得到了基于减小叶片疲劳载荷的、在时间域和空间域实时优化控制的独立桨叶控制策略。仿真结果表明,该控制策略与传统集中变桨控制策略相比,可减小叶根面外等效疲劳载荷4.2%以上。     

蚁群算法在风电机组变桨控制中的应用

运行在额定风速以上区间时,变速变桨风力发电机组采用恒功率变桨控制方式,由于额定风速至切出风速之间的风速变化范围大且迅速,使得功率波动较大且频繁,传统PID变桨控制器难以达到很好的控制效果。本文提出的蚁群PID变桨控制器,利用蚁群算法的寻优特性来优化PID参数,使得恒功率变桨控制系统更具自适应性和鲁棒性。分析了风机的恒功率变桨控制,然后给出了蚁群算法优化PID参数的策略以及具体实现步骤。仿真与实验结果验证了蚁群PID变桨控制器的良好动态性能,其有效地减缓了额定风速以上风机的功率波动。